Устройство электропитания для нелинейной, изменяющейся во времени нагрузки

Авторы патента:

H02J3/18 - устройства для регулирования, устранения или компенсации реактивной мощности в сетях (для регулирования напряжения H02J 3/12; использование катушек Петерсена H02H 9/08)

Владельцы патента RU 2578204:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Устройство электропитания имеет систему (2) тока с несколькими фазами (3), к которым подключены нелинейная, изменяющаяся во времени нагрузка (1) и компенсатор (5) реактивной мощности. Компенсатор (5) реактивной мощности выполнен как многоуровневый конвертор с несколькими ветвями (6), которые с одной стороны соединены с соответствующей одной из фаз (3) системы (2) тока и, с другой стороны, соединены между собой в общей нулевой точке (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5). Общая нулевая точка (7) соединена с нулевой точкой (12, 15) соединения звездой другого, подключенного к фазам (3) системы (2) тока устройства (8, 14), так что общая нулевая точка (7) как через ветви (6) многоуровневого конвертора (5), так и через другое устройство (8, 14) соединена с фазами (3) системы (2) тока. Соединение через другое устройство (8, 14) выполнено таким образом, что в отношении токовой системы нулевой последовательности системы (2) тока существует низкоомное, а в отношении токовой системы прямой последовательности системы (2) тока и токовой системы обратной последовательности системы (2) тока существует высокоомное соединение общей нулевой точки (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5) с фазами (3) системы (2) тока. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству электропитания для нелинейной, изменяющейся во времени нагрузки,

- причем устройство электропитания имеет систему тока с несколькими фазами,

- причем к фазам системы тока подключены нелинейная, изменяющаяся во времени нагрузка и компенсатор реактивной мощности,

- причем компенсатор реактивной мощности выполнен как многоуровневый конвертор с несколькими ветвями,

- причем ветви многоуровневого конвертора, с одной стороны, соединены с соответствующей одной из фаз системы тока и, с другой стороны, соединены между собой в общей нулевой точке соединения звездой (нейтрали).

Нелинейные, изменяющиеся во времени нагрузки, как, например, электродуговые печи трехфазного тока, могут иметь следствием заметные обратные воздействия на сеть, в частности, так называемый фликкер. По этой причине установки электропитания для нелинейных, изменяющихся во времени нагрузок, как правило, имеют компенсатор реактивной мощности. Компенсатор реактивной мощности подключен параллельно нелинейной, изменяющейся во времени нагрузке. В простейшем случае компенсатор реактивной мощности может быть выполнен как так называемый TCR (реактор с тиристорным управлением), см., например, ЕР 0 847 612 В1.

Устройство электропитания вышеупомянутого типа известно, например, из DE 10 2008 049 610 А1 или ЕР 2 202 863 А1.

В уровне техники, правда, в явном виде сформулировано, что многоуровневый конвертор может быть подключен альтернативно в схеме соединения звездой или треугольником к фазам системы тока. На практике многоуровневый конвертор, однако, всегда подключен в схеме соединения звездой к фазам системы тока. Причина этого состоит в том, что многоуровневый конвертор в определенный момент времени должен через одну из своих ветвей иметь возможность поглощать энергию, и одновременно через другую из своих ветвей отдавать энергию. Это может - как при схеме соединения треугольником, так и при схеме соединения звездой, - очень быстро приводить к превышению допустимых пределов напряжения, которые имеют следствием блокирование многоуровневого конвертора.

Однако при одном подключении многоуровневого конвертора в схеме соединения треугольником известно, что пределы напряжения выдерживаются за счет того, что внутри образованной ветвями многоуровневого конвертора цепи генерируется соответствующий ток, который удерживает нарастающее напряжение в допустимых пределах. Подобный нулевой ток (ток нулевой последовательности) в случае схемы соединения звездой невозможно получить без труда.

Кроме того, известно, что внутри многоуровневого конвертора предусматривается высокочастотно функционирующий контур переменного напряжения, который отдельные цепи постоянного напряжения всех модулей всех ветвей многоуровневого конвертора соединяет между собой. Обмен энергией осуществляется при этом выполнении через преобразование постоянного напряжения в переменное напряжение наряду с подключенным далее преобразованием переменного напряжения в постоянное напряжение. Это выполнение многоуровневого конвертора применимо как в схеме соединения треугольником, так и в схеме соединения звездой. Выполнение многоуровневого конвертора в этом случае является, однако, очень сложным. Кроме того, возможный перенос энергии в единицу времени относительно мал.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устройство электропитания вышеназванного типа выполнить таким образом, чтобы многоуровневый конвертор мог простым способом надежно эксплуатироваться.

Эта задача решается устройством электропитания с признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению устройства электропитания являются предметом зависимых пп. 2-11.

В соответствии с изобретением предусмотрено выполнить устройство электропитания вышеупомянутого типа таким образом,

- что общая нулевая точка соединения звездой многоуровневого конвертора соединена с нулевой точкой соединения звездой другого, подключенного к фазам системы тока устройства, так что общая нулевая точка соединения звездой многоуровневого конвертора как через ветви многоуровневого конвертора, так и через другое устройство соединена с фазами системы тока, и

- что соединение через другое устройство выполнено таким образом, что в отношении токовой системы нулевой последовательности системы тока существует низкоомное, а в отношении токовой системы прямой последовательности системы тока и токовой системы обратной последовательности системы тока существует высокоомное соединение общей нулевой точки соединения звездой многоуровневого конвертора с фазами системы тока.

В первом возможном варианте осуществления соответствующего изобретению устройства электропитания предусмотрено, что другое устройство выполнено как зигзагообразная обмотка.

Как правило, устройство электропитания имеет сетевой трансформатор, через который фазы системы тока могут снабжаться электрической энергией. В этом случае зигзагообразная обмотка альтернативно может встраиваться как вторичная обмотка в сетевой трансформатор или выполняться как отличающийся от сетевого трансформатора зигзагообразный трансформатор. Первое упомянутое выполнение имеет, в частности, преимущество в том случае, если устройство электропитания создается заново. Последнее упомянутое выполнение может быть реализовано также в том случае, когда существующее устройство электропитания должно быть модернизировано в соответствующее изобретению устройство электропитания.

Если зигзагообразная обмотка выполнена как отдельный от сетевого трансформатора зигзагообразный трансформатор, предпочтительным образом по меньшей мере одна из нулевых точек соединения звездой сетевого трансформатора и зигзагообразного трансформатора не заземлена.

Как правило, устройство электропитания имеет фильтровой контур, посредством которого отфильтровываются высшие гармоники нагрузочного и конверторного токов. Фильтровой контур имеет в этом случае несколько ветвей, которые, с одной стороны, соединены с соответствующей одной из фаз системы тока, а с другой стороны, в общей нулевой точке соединения звездой фильтрового контура соединены между собой. Является возможным, что упомянутое другое устройство идентично с фильтровым контуром. В этом случае не требуется никакая зигзагообразная обмотка.

В случае применения фильтрового контура, в качестве другого устройства предпочтительно между общей нулевой точкой соединения звездой фильтрового контура и общей нулевой точкой соединения звездой многоуровневого конвертора расположен дроссель. Дроссель может, в частности, рассчитываться таким образом, что объединенный импеданс дросселя и фильтрового контура равен нулю.

Как правило, устройство электропитания имеет, дополнительно к вышеуказанному фильтровому контуру, по меньшей мере один дополнительный фильтровой контур, посредством которого также могут отфильтровываться высшие гармоники нагрузочного и конверторного токов.

Число фаз системы тока может определяться по потребности. Как правило, имеются три фазы.

Другие преимущества и детали следуют из изложенного ниже описания примеров выполнения в связи с чертежами, на которых в принципиальном представлении показано следующее:

Фиг. 1 - принципиальная структура устройства электропитания для нелинейной, варьирующейся во времени нагрузки и

Фиг. 2-4 - возможное соответствующее изобретению выполнение устройства электропитания по фиг. 1.

Согласно фиг. 1 нелинейная, изменяющаяся во времени нагрузка 1 - только для примера - выполнена как электродуговая печь. Электродуговая печь 1 снабжается электрической энергией через систему 2 тока. Система 2 тока имеет несколько фаз. Электродуговая печь 1 подключена к фазам 3 системы 2 тока. Число фаз 3 может определяться по потребности. Как правило и в соответствии с представлением на фиг. 1, имеется три фазы 3.

Приложенное к электродуговой печи 1 напряжение, как правило, является относительно низким. В типовом случае оно лежит в диапазоне от нескольких сотен вольт до двух киловольт. Напряжение системы 2 тока, напротив, лежит значительно выше. Чаще всего оно лежит в двухзначном киловольтном диапазоне или немного выше. Типовыми напряжениями системы 2 тока являются 11 киловольт, 30 киловольт и 110 киловольт. Поэтому между электродуговой печью 1 и фазами 3 системы 2 тока расположен печной трансформатор. В рамках предложенного изобретения печной трансформатор имеет, однако, лишь второстепенное значение и поэтому на фиг. 1 не представлен.

Система 2 тока может представлять собой внешнюю крупную систему тока. Альтернативно, речь может идти о внутренней системе тока оператора электродуговой печи 1. В случае внутренней системы тока, речь может идти о независимой системе тока. Альтернативно, устройство электропитания может иметь сетевой трансформатор 4, через который фазы 3 системы 2 тока могут снабжаться электрической энергией из внешней сети. Внешняя сеть может иметь относительно высокое напряжение, например 110 киловольт или 380 киловольт.

К фазам 3 системы 2 тока, кроме того, подключен компенсатор 5 реактивной мощности. Компенсатор 5 реактивной мощности выполнен как многоуровневый конвертор с несколькими ветвями 6. Согласно фиг. 1 ветви 6 многоуровневого конвертора 5, с одной стороны, соединены с соответствующей одной из фаз 3 системы 2 тока и, с другой стороны, в общей нулевой точке 7 соединения звездой соединены между собой.

Многоуровневые конверторы 5, как таковые, общеизвестны. В них каждая ветвь 6 состоит из многоступенчатого последовательного соединения модулей, причем каждый модуль имеет накопительный конденсатор и автономный полупроводниковый переключатель. Понятие «автономный» означает, что полупроводниковые переключатели могут как подключаться, так и отключаться посредством подводимых извне к полупроводниковым переключателям управляющих сигналов. Например, автономные полупроводниковые переключатели могут быть выполнены как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или как тиристоры с коммутируемым затвором (GTO). Таким образом, понятие «автономный» противоположно понятию «ведомый сетью». Это понятие означает, что соответствующий переключающий элемент хотя и может целенаправленно подключаться, однако не может отключаться внешним управляющим сигналом. Примером ведомого сетью полупроводникового переключающего элемента является «нормальный» тиристор.

Полупроводниковые переключатели каждого модуля могут переключаться независимо от полупроводниковых переключателей других модулей той же ветви 6 и других ветвей 6. В зависимости от соответствующего состояния переключения полупроводниковых переключателей соответствующего модуля, соответствующий накопительный конденсатор соответствующего модуля альтернативно шунтирован или является активным. Детальная информация относительно структуры, способа действия и работы многоуровневого конвертора 5 содержится, например, в US 6075350 А и ЕР 2202863 А1.

Устройство электропитания содержит, как правило, также по меньшей мере один фильтровой контур 8, 9. На фиг. 1 представлены два таких фильтровых контура 8, 9. Посредством каждого фильтрового контура 8, 9 могут отфильтровываться высшие гармоники нагрузочного и конверторного токов. Высшие гармоники вызываются работой электродуговой печи 1.

Каждый фильтровой контур 8, 9 рассчитан на определенную частоту фильтра. Каждый фильтровой контур 8, 9 имеет несколько ветвей 10, 11. Каждая ветвь 10, 11 соответствующего фильтрового контура 8, 9 соединена, с одной стороны, с соответствующей одной из фаз 3 системы 2 тока. Кроме того, ветки 10, 11 соответствующего фильтрового контура 8, 9 соединены между собой в соответствующей общей нулевой точке 12, 13 соединения звездой соответствующего фильтрового контура 8, 9.

На фильтровых контурах 8, 9 возникает соответствующая подлежащая компенсации фильтровая мощность. Фильтровые мощности фильтровых контуров 8, 9, как правило, различаются одна от другой. Фильтровые контура 8, 9 рассчитаны на соответствующую подлежащую компенсации фильтровую мощность.

Отдельные ветви 6 многоуровневого конвертора 5 должны иметь возможность принимать и отдавать токи. Протекающие в отдельных ветвях 6 многоуровневого конвертора 5 токи, как правило, различаются друг от друга. В противоположность соединению треугольником ветвей 6, при котором ветви 6 многоуровневого конвертора 5 соединены с соответствующими двумя фазами 3 системы 2 тока, контурный ток внутри многоуровневого конвертора 5 невозможен или, по меньшей мере, невозможен без проблем. В связи с фиг. 2-4 далее поясняется соответствующее изобретению выполнение устройства электропитания по фиг. 1, при котором нулевой ток - на фиг. 2-4 обозначен как I₀ - может быть реализован иным образом.

Согласно фиг. 2 и 3 имеется зигзагообразная обмотка 14. Зигзагообразная обмотка 14 подключена к фазам системы 2 тока. При выполнении согласно фиг. 2,зигзагообразная обмотка 14 встроена в качестве вторичной обмотки в сетевой трансформатор 4. Она выполняет, таким образом, «нормальную» функцию вторичной обмотки, состоящую в запитывании фаз 3 системы 2 тока из внешней сети. При выполнении согласно фиг. 3 зигзагообразная обмотка 14 выполнена как отдельный от сетевого трансформатора 4 зигзагообразный трансформатор.

Общая нулевая точка 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 при выполнении согласно фиг. 2 и 3 соединена с нулевой точкой 15 соединения звездой зигзагообразной обмотки 14. Тем самым общая нулевая точка 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 соединена как через ветви 6 многоуровневого конвертора 5, так и через зигзагообразную обмотку 14 с фазами 3 системы 2 тока. Соединение через зигзагообразную обмотку 14 (ввиду типичных для конструкции свойств зигзагообразных обмоток) таково, что - в отношении соединения через зигзагообразную обмотку 14 - по отношению к токовой системе нулевой последовательности системы 2 тока существует низкоомное соединение общей нулевой точки 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 с фазами 3 системы 2 тока. Однако в отношении токовой системы прямой последовательности системы 2 тока и токовой системы обратной последовательности системы 2 тока, существует - относительно соединения через зигзагообразную обмотку 14 - только высокоомное соединение общей нулевой точки 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 с фазами 3 системы 2 тока.

Понятия «токовая система нулевой последовательности», «токовая система прямой последовательности» и «токовая система обратной последовательности» в связи с системами трехфазного тока являются общеупотребительными и понятными каждому специалисту. Они имеют в трехфазной системе тока следующее значение:

Токовая система прямой последовательности имеет три вектора одинаковой амплитуды, далее обозначаемые как А, В и С. Три вектора А, В и С имеют электрический сдвиг фазы 120^о относительно друг друга. Вектора А, В и С вращаются в одинаковом направлении с напряжениями фаз 3.

Токовая система обратной последовательности также имеет три вектора одинаковой амплитуды, далее обозначаемые как А', B' и C'. Также вектора А', B' и C' имеют электрический сдвиг фазы 120^о относительно друг друга. Они вращаются в одинаковом направлении с векторами А, В и С токовой системы прямой последовательности. Однако последовательность векторов А', B' и C' токовой системы обратной последовательности переставлена относительно векторов А, В и С токовой системы прямой последовательности. Таким образом, последовательность представляет собой C', B', А'.

Также токовая система нулевой последовательности имеет три вектора одинаковой амплитуды, далее обозначаемые как A”, B” и C”. Сдвиг фаз векторов A”, B” и C” относительно друг друга равен нулю. Вектора A”, B” и C” вращаются также синфазно. Они вращаются в одинаковом направлении с векторами А, В, С токовой системы прямой последовательности.

Токи, описываемые векторами А, А' и A”, протекают в одной из фаз 3 системы 2 тока. Токи В, В' и В” протекают в другой из фаз 3 системы 2 тока. Токи С, С' и С” протекают в третьей из фаз 3 системы 2 тока.

Амплитуды векторов А, В и С токовой системы прямой последовательности, векторов А', B' и C' токовой системы обратной последовательности и векторов A”, B” и C” токовой системе нулевой последовательности могут быть различными. Также фазовые углы вектора А к вектору A' и к вектору A” могут быть различными относительно друг друга. Совместно токовая система прямой последовательности, токовая система обратной последовательности и токовая система нулевой последовательности определяют токи, протекающие в фазах 3 системы 2 токов.

При выполнении согласно фиг. 2 (общая) нулевая точка 15 соединения звездой зигзагообразной обмотки 14 может быть заземлена. При выполнении согласно фиг. 3 одна из обеих нулевых точек 15, 16 соединения звездой сетевого трансформатора 4 и зигзагообразного трансформатора 14 может быть заземлена. Альтернативно при выполнении согласно фиг. 3 возможно, что никакая из обеих нулевых точек 15, 16 соединения звездой сетевого трансформатора 4 и зигзагообразного трансформатора 14 не заземлена. Но обе нулевые точки 15, 16 соединения звездой не должны быть заземлены.

В качестве альтернативы наличию зигзагообразной обмотки 14 (см. выполнение согласно фиг. 2 и фиг. 3) согласно фиг. 4 возможно, что общая нулевая точка соединения звездой многоуровневого конвертора 5 соединена с нулевой точкой 12, 13 соединения звездой фильтровых контура 8, 9. При выполнении согласно фиг. 4 общая нулевая точка соединения звездой многоуровневого конвертора 5 соединена, таким образом, с одной стороны, через ветви 6 многоуровневого конвертора 5 и, с другой стороны, через соответствующий фильтровой контур 8 с фазами 3 системы 2 тока.

Также при выполнении согласно фиг. 4 соединение через соответствующий фильтровой контур 8 выполнено таким образом, что - относительно этого соединения - в отношении токовой системы нулевой последовательности системы 2 тока существует низкоомное, а в отношении токовой системы прямой последовательности системы 2 тока и токовой системы обратной последовательности системы 2 тока существует высокоомное соединение общей нулевой точки 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 с фазами 3 системы 2 тока. Например, с этой целью, соответственно представлению на фиг. 4, между общей нулевой точкой 12 соединения звездой фильтрового контура 8 и общей нулевой точкой 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 расположен дроссель 17. Дроссель 17 может, в частности, быть спроектирован таким образом, что объединенный импеданс дросселя 17 и фильтрового контура 8 равен нулю.

Вместо зигзагообразной обмотки 14 и фильтрового контура 8 альтернативно может применяться другое устройство, если оно имеет следующие свойства:

- Оно подключено к фазам 3 системы 2 тока.

- Оно имеет нулевую точку соединения звездой.

- Нулевая точка соединения звездой упомянутого устройства соединена с общей нулевой точкой 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5.

- Соединение через упомянутое устройство выполнено таким образом, что в отношении токовой системы нулевой последовательности системы 2 тока существует низкоомное соединение общей нулевой точки 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 с фазами 3 системы 2 тока.

- Соединение через упомянутое устройство выполнено таким образом, что в отношении токовой системы прямой последовательности системы 2 тока и токовой системы обратной последовательности системы 2 тока существует высокоомное соединение общей нулевой точки 7 соединения звездой многоуровневого конвертора 5 с фазами 3 системы 2 тока.

Предложенное изобретение имеет много преимуществ. В частности, нагрузка напряжением многоуровневого конвертора 5 при соответствующем изобретению выполнении на коэффициент 1,7320 ниже, чем при схеме соединения треугольником. Поэтому соответствующее изобретению устройство электропитания при одинаковой производительности может быть реализовано значительно более экономичным образом, чем сопоставимое устройство электропитания согласно уровню техники. В новых установках, в которых зигзагообразная обмотка 14 может быть встроена как вторичная обмотка в сетевой трансформатор 4, возможна экономия на 20%-40%. При модернизации также возможна экономия, хотя и несколько ниже.

Приведенное выше описание служит исключительно пояснению предложенного изобретения. Объем защиты предложенного изобретения должен определяться исключительно приложенными пунктами формулы изобретения.

1. Устройство электропитания для нелинейной, изменяющейся во времени нагрузки (1),
- причем устройство электропитания имеет систему (2) тока с несколькими фазами (3),
- причем к фазам (3) системы (2) тока подключены нелинейная, изменяющаяся во времени нагрузка (1) и компенсатор (5) реактивной мощности,
- причем компенсатор (5) реактивной мощности выполнен как многоуровневый конвертор с несколькими ветвями (6),
- причем ветви (6) многоуровневого конвертора (5), с одной стороны, соединены с соответствующей одной из фаз (3) системы (2) тока и, с другой стороны, соединены между собой в общей нулевой точке (7) соединения звездой,
- причем устройство электропитания имеет фильтровой контур (8), посредством которого могут отфильтровываться высшие гармоники нагрузочного и конверторного тока,
- причем фильтровой контур (8) имеет несколько ветвей (10), которые, с одной стороны, соединены с соответствующей одной из фаз (3) системы (2) тока, а с другой стороны, соединены между собой в общей нулевой точке (12) соединения звездой фильтрового контура (8),
- причем общая нулевая точка (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5) соединена с нулевой точкой (12) соединения звездой фильтрового контура (8), так что общая нулевая точка (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5) как через ветви (6) многоуровневого конвертора (5), так и через фильтровой контур (8) соединена с фазами (3) системы (2) тока, и
- причем соединение через фильтровой контур (8) выполнено таким образом, что в отношении токовой системы нулевой последовательности системы (2) тока существует низкоомное, а в отношении токовой системы прямой последовательности системы (2) тока и токовой системы обратной последовательности системы (2) тока существует высокоомное соединение общей нулевой точки (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5) с фазами (3) системы (2) тока.

2. Устройство электропитания по п. 1, отличающееся тем, что между общей нулевой точкой (12) соединения звездой фильтрового контура (8) и общей нулевой точкой (7) соединения звездой многоуровневого конвертора (5) расположен дроссель (17).

3. Устройство электропитания по п. 2, отличающееся тем, что дроссель (17) выполнен таким образом, что объединенный импеданс дросселя (17) и фильтрового контура (8) равен нулю.

4. Устройство электропитания по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что устройство электропитания имеет по меньшей мере один дополнительный фильтровой контур (9), посредством которого также могут отфильтровываться высшие гармоники нагрузочного и конверторного токов.

5. Устройство электропитания по п. 1, отличающееся тем, что число фаз (3) системы (2) тока равно трем.

Изобретение относится к области электротехники, в том числе к преобразователю (10) для трехфазного напряжения с тремя электрически включенными в треугольник последовательными соединениями (R1, R2, R3), каждое из которых содержит по меньшей мере два последовательно включенных переключающих модуля (SM), и управляющим устройством (30), соединенным с переключающими модулями (SM), которое может управлять переключающими модулями (SM) таким образом, что в последовательных соединениях (R1, R2, R3) протекают токи ветвей с основной частотой трехфазного напряжения и с по меньшей мере одной дополнительной гармоникой тока, причем дополнительная гармоника тока рассчитана таким образом, что она протекает в последовательных соединениях (R1, R2, R3) преобразователя (10) по контуру и остается в преобразователе.

Способ компенсации потери напряжения в питающей электрической сети // 2572807

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности компенсации потери напряжения.

Устройство для компенсации реактивной мощности // 2570655

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроподвижном составе переменного тока с зонно-фазным регулированием напряжения. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности за счет улучшения синусоидальности формы первичного тока электровоза.

Способ регулирования мощности фильтрокомпенсирующей установки системы тягового электроснабжения железных дорог // 2567996

Изобретение относится к линиям электроснабжения для транспортных средств. Способ регулирования заключается в том, что фильтрокомпенсирующую установку (ФКУ) включают или отключают в зависимости от значения измеряемого фактического коэффициента реактивной мощности t g ϕ факт в часы больших суточных нагрузок электрической сети и отключают ФКУ в часы малых нагрузок при генерируемой реактивной мощности: t g ϕ г .факт = 0 .

Способ размещения конденсаторных устройств в сельских распределительных сетях 0,4 кв // 2563250

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение напряжения у потребителей на допустимом уровне, компенсация реактивной мощности непосредственно у ее потребителя и упрощение расчетов мест размещения конденсаторных устройств.

Способ регулирования мощности установки поперечной емкостной компенсации в тяговой сети // 2562830

Использование: в области электроснабжения электрических железных дорог переменного тока. Технический результат - повышение точности регулирования мощности установки поперечной емкостной компенсации (КУ) и, следовательно, повышение надежности и экономичности электроснабжения тяговой сети.

Способ энергосбережения // 2561822

Изобретение относится к области электротехники, а именно к повышению качества тока в электропитающих сетях за счет повышения коэффициента мощности. Способ включает в себя параллельное подключение компонентов сети между фазными проводами, симметрирование токов в фазах и межфазных токов, измерение значения напряжений на подключаемых и подключенных конденсаторах, сравнение мгновенных значений напряжений на подключаемых и подключенных конденсаторах, параллельное соединение их в момент их равенства.

Устройство централизованной компенсации реактивной мощности в n-фазной высоковольтной сети // 2561192

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.

Способ настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю // 2559809

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в сетях с компенсацией емкостных токов замыкания на землю с помощью настраиваемого дугогасящего реактора (ДГР), включенного в контур нулевой последовательности (КНП) сети, например в нейтраль питающего трансформатора.

Способ управления переключателем ответвлений под нагрузкой для цепи силового возбуждения, соответствующий блок и цепь силового возбуждения, содержащая такой блок // 2550154

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение стабильности работы генератора.

Энергоблок с регулируемыми значениями реактивной мощности, величины и фазы напряжения // 2581650

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения и реактивной мощности блоков генерации электростанций. Техническим результатом является повышение надежности энергоблока, величины активной мощности, выдаваемой в сеть синхронным генератором энергоблока, и повышение быстродействия при регулировании напряжения и реактивной мощности энергоблока. Устройство состоит из синхронного генератора с нерегулируемой системой возбуждения, к его выводам подключены начала первичных обмоток сериесного трансформатора, концы которых являются выводами энергоблока, вторичные обмотки сериесного трансформатора соединены с выводами переменного напряжения первого преобразователя напряжения. К выводам энергоблока через трансформатор подключены выводы переменного напряжения второго преобразователя напряжения, выводы постоянного напряжения которого соединены с однополярными выводами постоянного напряжения первого преобразователя. Выходы сигналов автоматического регулятора реактивной мощности, величины и фазы напряжения энергоблока соединены с соответствующими входами систем управления преобразователей напряжения. 1 ил.

Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети (варианты) // 2585007

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и плавности регулирования. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети содержит управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую, по крайней мере, две секции конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи. При этом сетевая обмотка реактора содержит, по крайней мере, один отвод, подсоединенный через, по крайней мере, один переключатель к секциям конденсаторной батареи. В устройстве по второму варианту управляемый реактор снабжен дополнительной обмоткой, по крайней мере, с одним отводом, нейтральный конец которой заземлен, линейный конец изолирован, а отвод через, по крайней мере, один переключатель присоединен к секциям конденсаторной батареи. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ и устройство управления адаптивной системой энергосбережения n-фазной сети // 2586061

Использование: в области электротехники. Техническим результатом является улучшение качества тока за счет повышения быстродействия процессов компенсации реактивной мощности в условиях переменных нагрузок и отказов отдельных элементов, уменьшения перегрузок реактивных элементов и элементов коммутации и повышение надежности функционирования. Согласно изобретению число реактивных элементов М в каждой из N батарей реактивных элементов увеличивают до значения M+K, где К - число резервных реактивных элементов, которое выбирается из условия обеспечения непрерывности технологического процесса потребителей энергии. Подключение каждого из реактивных элементов в каждой из N батарей реактивных элементов производят индивидуально в моменты равенства напряжения на соответствующих реактивных элементах при произвольном его значении и напряжения сети с учетом результатов постоянной выполняемой диагностики исправности каждого из реактивных элементов. При этом подключение каждой из N батарей реактивных элементов к сети осуществляют после момента завершения коммутации реактивных элементов в соответствующей из N батарей реактивных элементов. После этого формируется управляющая команда для уточнения настроек адаптивного компенсатора гармоник. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой // 2587160

Использование: для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Технический результат - повышение эффективности управления. Система содержит устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи и устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи дополнительно содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, интегрированный с модулем сетевой связи MS-3G, и модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2. Устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой содержит шкаф управления и шкаф автоматической компенсации емкости. Шкаф управления содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2, контроллер DVPEH2 PLC, программируемый многофункциональный сетевой прибор и сенсорный экран; причем шкаф автоматической компенсации емкости содержит несколько устройств компенсации. Настоящее изобретение устанавливает дистанционную связь по сети Интернет и сбор данных с помощью кабельного модема, беспроводной передачи и системы 3G, а дистанционный контроль и считывание данных на каждом производственном участке реализуются посредством установки заказного программного обеспечения в компьютерах и смартфонах для дополнительного дистанционного управления фактическим рабочим состоянием устройства компенсации. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ компенсации реактивной мощности и устройство для его осуществления // 2593210

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в мощных высоковольтных устройствах плавного пуска. Техническим результатом предложенного изобретения является значительное повышение надежности при одновременном снижении затрат на его производство. Технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем последовательно включенные базовые модули, каждый из которых имеет конденсаторную группу переменной емкости, при этом все конденсаторные группы переменной емкости подключены последовательно между собой, а концы данной цепочки являются выводами устройства, затем формируют в каждом базовом модуле две одинаковые силовые цепи, для положительной полярности напряжения линии сети и для отрицательной полярности напряжения, каждая из которых имеет, по меньшей мере, накопитель энергии в виде индуктивной нагрузки и полностью управляемый ключ для периодического попеременного подключения конденсаторов конденсаторных групп переменной емкости то к одной данной силовой цепи, то к другой силовой цепи, в зависимости от полярности напряжения линии сети. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Погружное фильтрокомпенсирующее устройство // 2595256

Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию, а именно может быть использовано для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей установок электроцентробежных насосов. Сущность изобретения: погружное фильтрокомпенсирующее устройство содержит герметичный корпус с расположенными в нем конденсаторами и систему автоматического управления, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем. Входы катушки индуктивности соединены с шинопроводами, выходы катушек индуктивности соединены с входами модулей тиристорных вентилей. Выходы модулей тиристорных вентилей соединены с входами конденсаторов, выходы конденсаторов соединены между собой по схеме «звезда». Для возможности регулирования вырабатываемой реактивной мощности в корпус установлен блок системы автоматического управления, включающий в себя трансформаторы тока, трехфазный трансформатор напряжения и систему автоматического управления, которая вычисляет реактивную мощность и выдает управляющий сигнал на включение тиристорных вентилей. Технический результат - уменьшение негативного влияния высших гармонических составляющих на конденсаторы. 3 ил.

Устройство для компенсации реактивной мощности электроподвижного состава // 2595265

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение коэффициента мощности км электровоза до экстремально высоких значений. Устройство для компенсации реактивной мощности содержит многообмоточный трансформатор напряжения, связанный с нагрузкой из выпрямительно-инверторного преобразователя и двигателя, компенсатор, включающий два источника реактивной мощности, выполненные как LC-цепь, датчик тока, датчик напряжения, блок синхронизирующих импульсов, выпрямитель, инвертор, вольтодобавочный трансформатор, блок вычисления активной мощности, блок вычисления полной мощности и блок экстремального регулирования, содержащий блок линии задержки, блок задатчика зоны нечувствительности, первый и второй элементы сравнения, сигнум-реле и блок управления инвертором. Нагрузка подключена параллельно трансформатору напряжения, который через датчик тока соединен с сетью, вход датчика напряжения соединен параллельно сети, а его выход - с входом блока синхронизирующих импульсов. Источники реактивной мощности через вторичные обмотки вольтодобавочного трансформатора, а также инвертор через выпрямитель подсоединены к вторичным обмоткам трансформатора напряжения. Выходы датчика тока и блока синхронизирующих импульсов подключены к входам блоков вычисления активной и полной мощности, выходы которых связаны с входами блока вычисления коэффициента мощности. Выход блока вычисления коэффициента мощности соединен с входом блока экстремального регулирования, выход которого подключен к первому входу инвертора, выход инвертора подключен к вольтодобавочному трансформатору. 1 ил.

Устройство аккумулирования энергии и потребители переменной нагрузки // 2599784

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности обмена мощностью между сетью энергоснабжения и нагрузкой. Устройство (8) аккумулирования энергии для электрической нагрузки (4), обменивающейся электрической мощностью с сетью (2) энергоснабжения, с двумя выводами (6а, b), служащими для параллельного подключения к нагрузке (4) и сети (2) энергоснабжения, содержит подключенный между выводами (6а, b), сохраняющий напряжение инвертор (10). Инвертор (10) содержит накопитель (12) энергии, который выполнен с возможностью накопления количества энергии (E1+E2+E3), которое многократно превышает количество энергии, необходимое для регулярного режима работы инвертора (10). Электродуговая печь, которая в качестве нагрузки (4) питается от сети (2) энергоснабжения, содержит устройство (8) аккумулирования энергии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ уменьшения фликера в электродуговых печах и устройство для его осуществления // 2606672

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении стали в электродуговых печах с регулированием показателей фликера. В способе создают посредством запоминающего устройства банк данных по фликеру, в котором сохраняются временные динамики моментального фликера (MF) в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством регистрирующего устройства измерение временной динамики MF во время начальной фазы расплавления и определяют имеющие к ней отношение характеристики состояния и рабочие характеристики, выполняют посредством вычислительного устройства сравнение измеренных временных динамик MF во время начальной фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством вычислительного устройства выбор временной общей динамики с максимальным совпадением MF, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной общей динамики фликера, выполняют посредством управляющего устройства упреждающее динамическое согласование дальнейшего управления процессом производства стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера. Изобретение позволяет регулировать показатели фликера, которые следует ожидать и с высокой степенью вероятности могут определяться, исходя из характеристик состояния и рабочих характеристик, которые регистрируют во время первых минут в фазе расплавления. Таким путем фликер может эффективно уменьшаться и удерживаться ниже заранее заданных предельных показателей. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ настройки режима компенсации емкостных токов в электрических сетях // 2606952

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности настройки дугогасящих реакторов (ДГР), достоверности результата измерений и расширение области применения. Согласно способу для формирования возмущений в контуре нулевой последовательности (КНП) используют серию импульсов чередующейся полярности с периодом следования в серии, близким или равным периоду собственных колебаний контура. Оцифровывают входные аналоговые значения напряжения несимметрии и тока реактора, используя расчетное значение частоты дискретизации Fd, свободную составляющую получают методом вычитания входного и задержанного на время Т сигнала с учетом изменений промышленной частоты на интервале Т. Определяют собственную частоту колебаний контура нулевой последовательности, сравнивают с частотой промышленной сети, находят значение расстройки и при выходе ее значения за пределы, заданные уставками, воздействуют на изменение индуктивного тока ДГР. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.