Улучшенное высокоэффективное энергосберегающее устройство, подключаемое между источником электроэнергии и тяговой и/или осветительной нагрузкой

Авторы патента:


 


Владельцы патента RU 2582581:

ЭНЕРДЖА ЭУРОПА С.П.А. (IT)

Изобретение относится к области электротехники. Энергосберегающее устройство (1) подключено между трехфазным источником (А) электроэнергии и трехфазной нагрузкой (L) и содержит трехфазный электрический трансформатор (10), в каждой фазе которого имеется трансформаторный узел (11) с первичной обмоткой (2), соединенной на первом конце (5) с одной фазой источника (А) электроэнергии и электромагнитно связанной с вторичной обмоткой (3), соединенной на своем втором конце (S1) с одной фазой нагрузки (L). В устройстве (1) вторые концы (6) первичных обмоток (2) в каждом из трансформаторных узлов, лежащие напротив первых концов (5), электрически соединены друг с другом с помощью первого переключателя (4). Устройство (1) также содержит вторичные обмотки (3), каждая из которых присоединена параллельно второму переключателю (7) для включения в работу или отключения работы энергосберегающего устройства (1) между источником (А) электроэнергии и нагрузкой (L). Технический результат - повышение эффективности за счёт снижения потерь. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Настоящее изобретение относится к энергосберегающему устройству, способному снизить энергопотребление, определяемое в процессе подачи электроэнергии от источника электроэнергии к нагрузке.

Общеизвестно, что для надлежащего питания одного или нескольких потребителей с тяговой и/или осветительной нагрузкой необходимо преобразовать параметры электроэнергии магистральной питающей сети.

Следовательно, для осуществления указанного преобразования необходимо подключить между источником электроэнергии и питаемыми нагрузками электростатическую машину, способную преобразовать параметры входных электрических величин, т.е. входного напряжения Vi и входного тока Ii, в подходящие выходные величины Vo и Io.

Такая машина известна и называется силовой трансформатор.

Общеизвестно также, что в силу разных причин трансформатор обычно приводит к потерям энергии, таким как потеря потенциала из-за эффекта Джоуля в обмотках или потери из-за рассеяния потоков.

Эти нежелательные потери совмещаются с высоким энергопотреблением при работе трансформатора и, соответственно, снижают его эффективность.

Вышеуказанные недостатки проявляются тем сильнее, чем выше мощность регулируемой электроэнергии.

По этой причине для ослабления влияния вышеуказанных недостатков рынок предлагает энергосберегающие устройства, включаемые между трехфазным источником электроэнергии и одной или несколькими трехфазными нагрузками.

Однако даже применяя эти устройства, все-таки невозможно достичь желаемого оптимального энергосбережения.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы преодолеть вышеуказанные недостатки.

В частности, главная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить более эффективное энергосберегающее устройство, чем известные из уровня техники.

Следующая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить гармоники, содержащиеся в сигналах используемых электрических величин.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить искажения, приходящие из сети питания.

Следующая цель данного изобретения заключается в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить пики бросков тока на стадии запуска трансформатора путем балансировки передачи энергии.

Следующая цель данного изобретения заключается в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить пики тока при колебаниях номинальной рабочей частоты.

И еще одна, не обязательно последняя, цель данного изобретения заключается в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное оптимизировать регулировку передачи энергии.

Вышеуказанные цели достигаются за счет энергосберегающего устройства согласно изобретению, признаки которого раскрыты в основном пункте формулы изобретения.

В частности, энергосберегающее устройство согласно настоящему изобретению предназначено для подключения между трехфазным источником электроэнергии и трехфазной нагрузкой, причем указанное энергосберегающее устройство содержит трехфазный силовой трансформатор, в каждой фазе которого имеется первичная обмотка, электромагнитно связанная с вторичной обмоткой, при этом первичная обмотка содержит по меньшей мере две соседние части с надлежаще определенным количеством витков.

В частности, размеры различных элементов каждой из фаз трехфазного трансформатора (далее для простоты называемой «трансформаторным узлом») определены исходя из опорных номинальных напряжений, установленных на одной из вышеуказанных двух частей (выполненной как главная часть), номинального тока, определенного во вторичной обмотке, и величины магнитной индукции, связанной с конфигурацией, определяемой указанной главной частью первичной обмотки и вторичной обмоткой.

Указанные опорные значения умножаются на конкретные коэффициенты соотношения, подробно раскрытые ниже, что позволяет определить размеры различных элементов, образующих части энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению и тем самым достичь высокого уровня эффективности.

Дальнейшие признаки энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Тот факт, что энергосберегающее устройство согласно настоящему изобретению в предпочтительных вариантах осуществления, подробно раскрытых ниже, преимущественно содержит первый и второй переключатели, позволяет переходить от схемы, в которой указанное устройство задействовано, к другой схеме, в которой оно не задействовано, не вызывая возникновения аномальных переходных процессов, способных повредить устройство.

Вышеуказанные цели и преимущества проиллюстрированы далее в описании нескольких предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенных ниже в качестве неограничивающих примеров, со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически показана электрическая схема энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 схематически показано управление с обратной связью, которое устанавливается в ходе применения энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 3 схематически показан первый вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 4 схематически показан второй вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 5 схематически показан третий вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 6 схематически показан четвертый вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 7 схематически показан пятый вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 8 схематически показан шестой вариант осуществления одиночного трансформаторного узла, входящего в состав трехфазного трансформатора энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 9 схематически показано подключение энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению между источником электроэнергии и питаемой нагрузкой и использование устройства;

на фиг. 10 представлены два графика, позволяющие сравнить энергопотребление торгового комплекса в случаях, соответственно, применения («сберегающая» схема) и неприменения (схема шунтирования) энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению.

Энергосберегающее устройство согласно настоящему изобретению изображено в целом на фиг. 1, где оно обозначено номером позиции 1.

Как показано на графике на фиг. 9, энергосберегающее устройство согласно настоящему изобретению предназначено для подключения между трехфазным источником А электроэнергии (например, трехфазной сетью питания) и одной или несколькими трехфазными нагрузками L, которые могут быть нагрузками тягового и/или осветительного типа.

В частности, энергосберегающее устройство 1 согласно настоящему изобретению содержит трехфазный трансформатор 10, в котором каждая фаза, называемая трансформаторным узлом 11, содержит первичную обмотку 2, электромагнитно связанную с вторичной обмоткой 3.

Как показано на фиг. 1, каждый трансформаторный узел 11 трехфазного трансформатора 10 содержит первый конец 5 первичной обмотки 2, соединенный с одной фазой источника А электроэнергии, в то время как второй конец S1 вторичной обмотки 3 соединен с одной из фаз трехфазной нагрузки L.

Согласно настоящему изобретению первый конец 5 каждой первичной обмотки 2 накоротко замкнут на первый конец S0 соответствующей вторичной обмотки 3, образуя, таким образом, общий опорный потенциал двух указанных обмоток 2 и 3.

Опять-таки, как показано на фиг. 1, вторые концы 6 первичной обмотки 2 каждого трансформаторного узла 11 имеют общее соединение через первый переключатель 4, позволяющий включать или отключать энергосберегающее устройство 1, присоединенное между источником А электроэнергии и питаемой нагрузкой L.

Таким образом, наличие указанного первого переключателя 4 позволяет переключать энергосберегающее устройство 1 согласно настоящему изобретению из режима, когда оно включено (на техническом жаргоне это - «сберегающая» схема), в режим, когда энергосберегающее устройство 1 отключено и шунтируется; это, соответственно, - так называемая схема «шунтирования».

Указанный первый переключатель 4 предпочтительно, но не обязательно, содержит дистанционный выключатель 41 с тремя контактами, каждый из которых связан с одним из трансформаторных узлов 11 указанного трехфазного трансформатора 10.

Чтобы можно было безопасно переходить от сберегающей схемы к схеме шунтирования и обратно, не вызывая в энергосберегающем устройстве 1 возникновения переходных процессов, которые могли бы нарушить его работу или даже вызвать повреждение, указанное устройство 1 согласно настоящему изобретению содержит второй переключатель 7, подключенный параллельно каждой вторичной обмотке 3 каждого трансформаторного узла 11, как показано на фиг. 1.

Указанный второй переключатель 7 предпочтительно, но не обязательно, содержит изолятор 71 с тремя контактами, каждый из которых включен параллельно соответствующей вторичной обмотке 3 каждого трансформаторного узла 11.

Таким образом, можно совершенно безопасно переключаться от сберегающей схемы к схеме шунтирования и обратно, не вызывая возникновения аномальных переходных процессов в энергосберегающем устройстве 1 согласно настоящему изобретению.

В частности, когда энергосберегающее устройство 1 работает по сберегающей схеме, первый переключатель 4 находится в положении «включено», т.е. контакты между вторыми концами 6 трех первичных обмоток 2 замкнуты, в то время как второй переключатель 7 находится в положении «выключено», т.е. в разомкнутом состоянии, и следовательно, весь ток, индуцированный каждой первичной обмоткой 2, течет через соответствующую вторичную обмотку 3.

Таким образом, для переключения к схеме шунтирования энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению на первом шаге должен быть осуществлен перевод первого переключателя 4 в положение «выключено», т.е. осуществлено размыкание его контактов, и только после этого переводят второй переключатель 7 в положение «включено», закорачивая тем самым каждую вторичную обмотку 3.

Далее, для возврата от схемы шунтирования к сберегающей схеме энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению необходимо вначале перевести указанный второй переключатель 7 в положение «выключено», т.е. разомкнуть его контакты, и только после этого перевести первый переключатель 4 в положение «включено», т.е. восстановить общее соединение вторых концов 6 трех первичных обмоток 2.

В показанном на фиг. 3 первом варианте осуществления энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению первичная обмотка 2 каждого трансформаторного узла 11 содержит две части, 21 и 22, обмотки, электрически соединенные последовательно.

В указанном варианте осуществления, в частности, имеется главная часть 21 первичной обмотки 2, проходящая между первой точкой Р0 (которая в данном случае совпадает с первым концом 5) и второй точкой Р1 обмотки, тогда как вторая часть 22 обмотки проходит от указанной второй точкой Р1 до третьей точки, обозначенной на фиг. 3 номером позиции Р2, совпадающей со вторым концом 6.

И опять, согласно настоящему изобретению, размеры каждой пары, содержащей первичную обмотку 2 и вторичную обмотку 3 энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению, определены так, чтобы величина напряжения VP0-P2, установленная между первой точкой Р0 и третьей точкой Р2 первичной обмотки 2, - а следовательно, в этом варианте осуществления, величина напряжения, установленная на всей первичной обмотке 2, - находилась в диапазоне, определяемом напряжением Vkvp, приложенным к главной части 21, умноженным на коэффициенты 1,2043 - 2% и 1,2043 + 2%.

В частности, величина, установленная для напряжения VP0-P2, предпочтительно, но не обязательно, равна напряжению Vkvp, умноженному на коэффициент 1,2043.

Более того, согласно настоящему изобретению размеры каждого трансформаторного узла 11 должны быть такими, чтобы величина напряжения VS0-S1 между первым концом S0 и вторым концом S1 вторичной обмотки 3 находилась в диапазоне, определяемом указанным напряжением Vkvp, умноженным на коэффициенты 0,1021 - 5% и 0,1021 + 5%.

Здесь опять величина VS0-S1 предпочтительно, но не обязательно, получается умножением напряжения Vkvp на коэффициент 0,1021.

Для надлежащего определения размеров как первичной обмотки 2, так и вторичной обмотки 3 каждого трансформаторного узла 11 энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению должна быть также определена величина тока IP0-P1, текущего в главной части 21 первичной обмотки 2.

В частности, указанная величина тока IP0-P1 находится в диапазоне, определяемом током Ikas, текущим во вторичной обмотке 3, умноженным на коэффициенты 0,1133 - 5% и 0,1133 + 5%.

Величина тока IP0-P1 предпочтительно, но не обязательно, равна току Ikas, умноженному на коэффициент 0,1133.

Аналогично, величина тока IP1-P2, текущего во второй части 22, будет находиться в диапазоне, определяемом указанным током Ikas, умноженным на коэффициенты 0,0940 - 5% и 0,0940 + 5%.

Точнее, величина тока IP1-P2 равна току Ikas, умноженному на коэффициент 0,0940.

Наконец, размеры каждого трансформаторного узла 11, образующего часть энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению, определены так, чтобы величина магнитной индукции, связанной с конфигурацией, определяемой первичной обмоткой 2 на отрезке между первой точкой Р0 и третьей точкой Р2 и вторичной обмоткой 3, находилась в диапазоне, определяемом коэффициентом магнитной индукции Ckim, относящемся к конфигурации, содержащей главную часть 21 указанной первичной обмотки 2 и вторичную обмотку 3, умноженным на коэффициенты 0,9965 - 0,03% и 0,9965 + 0,03%.

Указанная величина магнитной индукции предпочтительно, но не обязательно, равна коэффициенту магнитной индукции Ckim, умноженному на коэффициент 0,9965.

Во втором варианте осуществления энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению каждый трансформаторный узел 11 содержит еще одну часть, 23, добавленную к первичной обмотке 2, как показано на фиг. 4, по сравнению с указанным первым вариантом осуществления на фиг. 3, и проходящую от третьей точки Р2 до четвертой точки Р3, которая в данном случае совпадает со вторым концом 6.

Здесь опять размер указанной части 23 определен так, чтобы величина напряжения VP0-P3, установленная между первой точкой Р0 и четвертой точкой Р3 первичной обмотки 2, находилась в диапазоне, определяемом указанным напряжением Vkvp, умноженным на коэффициенты 1,5149 - 2% и 1,5149 + 2%.

Точнее, в указанном варианте осуществления получаемая величина напряжения VP0-P3 равна напряжению Vkvp, умноженному на коэффициент 1,5149.

Величина тока IP2-P3, текущего в указанной третьей части 23, находится в диапазоне, определяемом током Ikas, умноженным на коэффициенты 0,0748 - 5% и 0,0748 + 5%.

Указанная величина тока IP2-P3, текущего в указанной третьей части 23, предпочтительно, но не обязательно, равна току Ikas, умноженному на коэффициент 0,0748.

В третьем варианте осуществления энергосберегающего устройства 1 каждый трансформаторный узел 11 отличается, как показано на фиг. 5, от раскрытого выше второго варианта осуществления тем, что к первичной обмотке 2 добавлена четвертая часть 24, проходящая от четвертой точки Р3 до пятой точки Р4, которая в данном случае совпадает со вторым концом 6.

Здесь опять размер указанной четвертой части 24 определен так, чтобы величина напряжения VP0-P4, установленная между первой точкой Р0 и указанной пятой точкой Р4 первичной обмотки 2, находилась в диапазоне, определяемом напряжением Vkvp, умноженным на коэффициенты 2,0851 - 2% и 2,0851 + 2%.

Точнее, указанная величина напряжения VP0-P4 равна напряжению Vkvp, умноженному на коэффициент 2,0851.

Кроме того, размеры указанной четвертой части 24 таковы, что величина тока IP3-P4, текущего в указанной части, находится в диапазоне, определяемом током Ikas, умноженным на коэффициенты 0,0543 - 5% и 0,0543 + 5%.

Здесь опять указанный ток IP3-P4 предпочтительно, но не обязательно, равен току Ikas, умноженному на 0,0543.

На фиг. 6-8 проиллюстрированы, соответственно, четвертый, пятый и шестой типы трансформаторного узла 11, относящиеся к дальнейшим различным вариантам осуществления энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению.

Вообще говоря, во всех этих трех дальнейших вариантах осуществления есть одна общая особенность, а именно то, что первичная обмотка 2 содержит так называемую защитную часть 25, проходящую от первой точки Р0 до шестой точки, обозначенной как -Р1, которая в данном случае совпадает с вышеуказанным первым концом 5.

Подробнее, как показано на фиг. 6, четвертый вариант осуществления - это просто первый вариант осуществления, показанный на фиг. 3, с добавлением защитной части 25, а пятый вариант осуществления совпадает со вторым вариантом осуществления трансформаторного узла 11 согласно настоящему изобретению, показанным на фиг. 4, с добавлением указанной защитной части 25, как показано на фиг. 7.

Указанная защитная часть 25 - это то, что, образуя часть энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению, также отличает шестой вариант осуществления каждого трансформаторного узла 11, показанный на фиг. 8, от типа трансформаторного узла 11, показанного на фиг. 5.

Во всех трех случаях, представленных на фиг. 6, 7 и 8, размеры указанной защитной части 25 определены так, чтобы величина напряжения V-P1-P0, установленная между шестой точкой -Р1 и первой точкой Р0 первичной обмотки 2, находилась в диапазоне, определяемом напряжением Vkvp, умноженным на коэффициенты 0,6383 - 2% и 0,6383 + 2%; в частности, указанное напряжение V-P1-P0 приобретает величину напряжения Vkvp, умноженную на 0,6383.

Более того, указанные размеры позволяют получить ток I-P1-P0, текущий в защитной части 25, в диапазоне, определяемом указанным током Ikas, умноженным на коэффициенты 0,0691 - 5% и 0,0691 + 5%.

Здесь опять величина тока I-P1-P0, текущего в защитной части 25, предпочтительно, но не обязательно, равна току Ikas, умноженному на коэффициент 0,0691.

Что касается способов, с помощью которых для различных элементов каждого из трансформаторных узлов 11, образующих части различных раскрытых выше энергосберегающих устройств 1 согласно настоящему изобретению, определены размеры с целью получения требуемых величин напряжения и тока, то эти способы включают выбор подходящего числа витков двух обмоток, 2 и 3, каждого из трансформаторных узлов 11, и/или выбор подходящего поперечного сечения провода, используемого для навивки упомянутых первичной и вторичной обмоток 2 и 3, и/или выбор типа и размера ферромагнитного материала, на который наматываются указанные первичная 2 и вторичная 3 обмотки.

Что касается величины напряжения Vkvp, выбранной в качестве опорной для определения размеров различных элементов каждого из трансформаторных узлов 11 различных вариантов осуществления энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению, то она предпочтительно, но не обязательно, может совпадать с номинальным напряжением магистральной питающей сети.

Тем не менее, в других вариантах осуществления энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению возможно использование величины напряжения Vkvp, отличающейся от напряжения магистральной питающей сети.

Аналогично, предпочтительно, но не обязательно, чтобы величина коэффициента магнитной индукции Ckim находилась в диапазоне от 0,9 до 1,5 Тл.

Но здесь опять, в других вариантах осуществления настоящего изобретения, величина Ckim может выходить за рамки указанного диапазона от 0,9 до 1,5 Тл.

Что касается тока Ikas, он очевидным образом зависит от нагрузки, подключенной к каждой вторичной обмотке 3 каждого из трансформаторных узлов 11, образующих части энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению.

Важно отметить, что цели настоящего изобретения достигаются во всех раскрытых выше схемах энергосберегающего устройства 1 благодаря тому их преимуществу, что они допускают систему управления с обратной связью по энергетическим характеристикам, и в частности, по гармоникам, присутствующим в сигнале, т.е. величинам Vi и Ii, входного сигнала, подаваемого на указанное энергосберегающее устройство 1 согласно настоящему изобретению.

В частности, можно получить систему гашения усиления, созданную для ослабления тех нефункциональных энергетических характеристик входных энергетических параметров Vi и Ii, которые снижают эффективность работы энергосберегающего устройства 1 и нагрузки L.

Подробнее, как показано на схеме на фиг. 2, с точки зрения функциональности токи I2, текущие во вторичной обмотке 3 каждого из трансформаторных узлов 11, наводят в результате магнитной индукции встречный ток в каждой первичной обмотке 2, который противодействует вышеуказанным нефункциональным энергетическим характеристикам, в частности, гармоникам во входных энергетических параметрах Vi и Ii, и снижает их в первичной обмотке 2.

Поэтому можно создать систему преобразования и подачи электроэнергии к нагрузке L, позволяющую получить выходные электрические параметры с более ограниченным влиянием нефункциональных энергетических характеристик (гармоник) и работающую в более плавно и медленно меняющемся установившемся режиме, как в процессе запуска, так и при работе на номинальной частоте.

Эксперименты, проведенные заявителем и представленные на графиках фиг. 10, показали, что применение энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению позволяет сэкономить не менее 10% энергии, по сравнению с применением энергосберегающих устройств, известных из уровня техники.

В частности, эти испытания проводились в торговом комплексе площадью приблизительно 6000 м2 и длились шесть дней, из которых три дня энергосберегающее устройство 1 согласно настоящему изобретению было включено, тогда как остальные три дня устройство 1 было шунтировано.

Нагрузки в вышеуказанном торговом комплексе приблизительно на 8% состояли из электронного оборудования, 77% приходилось на освещение, 5% - на эскалаторы и 10% - на лифты.

Из двух графиков 200 и 300, показанных на фиг. 10, где график слева (200) представляет результаты испытаний при включенном энергосберегающем устройстве 1 согласно настоящему изобретению, в то время как график справа (300) представляет результаты испытаний при шунтированном указанном устройстве 1, ясно видно, что в обоих случаях имеют место три пика 201 и 301 энергопотребления с периодом 24 часа, совпадающие с дневными часами, и три участка 202 и 302 низкого энергопотребления, связанные с ночными часами, т.е. с временем, когда энергопотребление определяется исключительно электронным оборудованием, работающим круглосуточно.

В основном, из сравнения двух графиков 200 и 300 видно, что использование трехфазного трансформатора 10 согласно настоящему изобретению соответствует общему потреблению 203, равному 7107,8 кВт·ч, и средней потребляемой мощности 204, равной 98743,05 Вт, тогда как в дни измерений без указанного энергосберегающего устройства 1 общее потребление 303 составляло 7919,6 кВт·ч, а средняя потребляемая мощность 304 была равна 109951,6 Вт.

Следовательно, можно утверждать, что в результате применения энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению была достигнута суммарная экономия 401, составившая 811,8 кВт·ч (по 270,6 кВт·ч в день), что в денежном выражении, исходя из стоимости электроэнергии в Италии, соответствует экономии 402, приблизительно равной 81,18 евро (по 27,06 евро в день),

Таким образом, как было заявлено выше, достигнутый процент экономии энергии 403 в данном конкретном случае составил 10,25%.

Исходя из вышесказанного, ясно, что с применением энергосберегающего устройства 1 согласно настоящему изобретению достигаются все сформулированные выше цели.

В частности, в настоящем изобретении достигнута цель обеспечения более эффективного энергосберегающего устройства, чем устройства, известные из уровня техники.

Подробнее, настоящее изобретение решает задачу, заключающуюся в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить гармоники, содержащиеся в сигналах используемых электрических величин.

Кроме того, настоящее изобретение решает задачу, заключающуюся в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить искажения, приходящие из сети питания.

Настоящее изобретение решает еще одну задачу, заключающуюся в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить пики бросков тока на стадии запуска путем балансировки передачи энергии.

Настоящее изобретение решает еще одну задачу, заключающуюся в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное ослабить пики тока при колебаниях номинальной рабочей частоты.

И настоящее изобретение решает еще одну задачу, заключающуюся в том, чтобы предложить энергосберегающее устройство, способное оптимизировать регулировку передачи энергии.

На стадии осуществления могут быть разработаны варианты энергосберегающего устройства согласно настоящему изобретению, и даже если они не раскрыты в настоящем описании, но входят в объем нижеследующей формулы изобретения, они должны считаться защищенными настоящим патентом.

Там, где в нижеследующей формуле изобретения технические признаки указаны ссылочными обозначениями, последние добавлены просто для облегчения чтения формулы, и следовательно, указанные ссылочные обозначения не оказывают ограничительного влияния на защищенный объем каждого элемента, обозначенного ими с целью объяснения.

1. Энергосберегающее устройство (1), предназначенное для подключения между трехфазным источником (А) электроэнергии и трехфазной нагрузкой (L) и содержащее трехфазный электрический трансформатор (10), в каждой фазе которого имеется трансформаторный узел (11), содержащий первичную обмотку (2), предназначенную для соединения на первом конце (5) с одной фазой указанного источника (А) электроэнергии и электромагнитно связанную с вторичной обмоткой (3), соединенной на своем втором конце (S1) с фазой указанной нагрузки (L), отличающееся тем, что
вторые концы (6) указанных первичных обмоток (2) в каждом из указанных трансформаторных узлов (11), лежащие напротив указанных первых концов (5), электрически соединены друг с другом с помощью первого переключателя (4),
при этом каждая из указанных вторичных обмоток (3) присоединена параллельно второму переключателю (7);
причем энергосберегающее устройство (1) выполнено с возможностью работы:
по сберегающей схеме, когда первый переключатель (4) находится в положении «включено», а второй переключатель (7) находится в положении «выключено», и, следовательно, весь ток, индуцированный каждой первичной обмоткой (2), течет через соответствующую вторичную обмотку (3);
по схеме шунтирования, когда первый переключатель (4) находится в положении «выключено», а второй переключатель (7) находится в положении «включено» для отключения работы энергосберегающего устройства (1) между трехфазным источником (А) электроэнергии и трехфазной нагрузкой (L);
причем переключение энергосберегающего устройства (1) от указанной сберегающей схемы к указанной схеме шунтирования содержит следующие последовательные шаги:
- перевод первого переключателя (4) в положение «выключено»; и
- когда первый переключатель (4) находится в положении «выключено», перевод второго переключателя (7) в положение «включено»;
причем переключение энергосберегающего устройства (1) от указанной схемы шунтирования к указанной сберегающей схеме содержит следующие последовательные шаги:
- перевод второго переключателя (7) в положение «выключено»; и
- когда первый переключатель (7) находится в положении «выключено», перевод первого переключателя (4) в положение «включено».

2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что указанный первый переключатель (4) содержит дистанционный управляющий выключатель (41) с тремя контактами, каждый из которых связан с одним из указанных трансформаторных узлов (11).

3. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что указанный второй переключатель (7) содержит изолятор (71) с тремя контактами, каждый из которых присоединен параллельно соответствующей вторичной обмотке (3) каждого из указанных трансформаторных узлов (11).

4. Устройство (1) по п. 2, отличающееся тем, что указанный второй переключатель (7) содержит изолятор (71) с тремя контактами, каждый из которых присоединен параллельно соответствующей вторичной обмотке (3) каждого из указанных трансформаторных узлов (11).

5. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что указанный первый конец (5) каждой из указанных первичных обмоток (2) соединен с указанным первым концом (SO) соответствующей вторичной обмотки (3) так, чтобы определять общий опорный потенциал между указанной первичной обмоткой (2) и указанной вторичной обмоткой (3).

6. Способ переключения энергосберегающего устройства по любому из пп. 1-5 от энергосберегающей схемы к схеме шунтирования и наоборот, отличающийся тем, что для переключения указанного энергосберегающего устройства от указанной энергосберегающей схемы к указанной схеме шунтирования способ содержит следующие последовательные шаги:
- переводят первый переключатель (4) в положение «выключено»;
- когда первый переключатель (4) находится в положении «выключено», переводят второй переключатель (7) в положение «включено»;
для переключения указанного энергосберегающего устройства от указанной схемы шунтирования к указанной энергосберегающей схеме способ содержит следующие последовательные шаги:
- переводят второй переключатель (7) в положение «выключено»;
- когда второй переключатель (7) находится в положении «выключено», переводят первый переключатель (4) в положение «включено».

7. Способ по п. 6 переключения энергосберегающего устройства по п. 4 от энергосберегающей схемы к схеме шунтирования и наоборот, отличающийся тем, что:
указанный шаг перевода первого переключателя (4) в положение «включено» содержит шаг замыкания указанных трех контактов дистанционного управляющего выключателя (41) между вторыми концами (6) указанных первичных обмоток (2);
указанный шаг перевода первого переключателя (4) в положение «выключено» содержит шаг размыкания указанных трех контактов дистанционного управляющего выключателя (41) между вторыми концами (6) указанных первичных обмоток (2);
указанный шаг перевода второго переключателя (7) в положение «включено» содержит шаг замыкания указанных трех контактов изолятора (71), закорачивая тем самым каждую вторичную обмотку (3);
указанный шаг перевода второго переключателя (7) в положение «выключено» содержит шаг размыкания указанных трех контактов изолятора (71).



 

Похожие патенты:

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - устранение перекоса напряжения по фазам рабочей цепи воздушной линии (ВЛ).

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам и способам передачи электрической энергии с применением резонансных технологий между стационарными объектами, а также между стационарными питающими устройствами и мобильными агрегатами, принимающими электроэнергию.

Изобретение относится к источникам бесперебойного питания. Технический результат - исключение кратковременных перерывов питания.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности электроснабжения потребителей, питающихся по одноцепной линии электропередачи.

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.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потери электрической энергии и напряжения, а также снижение затрат на сооружение линии.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается устройство отбора мощности от линии электропередачи, включенной в электрической системе с заземленной нейтралью.

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).

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение условий согласования для всех линейных проводов, кроме сверхпроводников, и нейтрального провода с электрическими нагрузками.

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.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве регулирующего органа стабилизаторов напряжения, к форме выходного напряжения которых предъявляются повышенные требования.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, осветительных сетей, систем связи, автоматики и телемеханики, жилых и общественных зданий с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в тех случаях применения, где требуется расширенный диапазон регулирования выходного напряжения (со стабилизацией тока при нескольких заданных его значениях) и хорошие показатели по электромагнитной совместимости (ЭМС).

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регуляторам (стабилизаторам) напряжения переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации однофазного источника напряжения электроэнергии переменного тока и в устройствах, где возникает необходимость точной регулировки напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания, в частности в стабилизаторах переменного напряжения. .

Изобретение относится к области электротехники, более точно стабилизации переменного напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроснабжения жилых зданий и промышленных установок. .

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении надежного детектирования резистивного замыкания на землю и/или обрыва провода в энергосистеме среднего напряжения при использовании информации, относящейся к напряжениям в системе низкого напряжения. С помощью обратных напряжений, амплитуды и т.д. изобретение позволяет выполнять диагностику замыкания и локализовать замыкание по отношению к выполненным измерениям. Устройство (100) содержит, по меньшей мере, одну трансформаторную подстанцию (10) среднего напряжения/низкого напряжения, определяющую линию передачи (15), предусматривающую множество фазных проводов (15A, 15B, 15C) низкого напряжения, средство для приема образцов сигналов напряжений каждого проводника линии передачи (15) низкого напряжения, средство (110) для получения образцов сигналов фазных напряжений (VAN, BBN, VCN) из принятых сигналов напряжения, средство (122) для определения симметричной составляющей обратного напряжения (Vi) линии передачи; средство (126) для сравнения обратного напряжения (Vi) с порогом (SD) срабатывания. 7 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх