Способ управления электропотребителями по силовой сети

Авторы патента:

Попов Николай Малафеевич (RU)

Кирилин Алексей Александрович (RU)

Олин Дмитрий Михайлович (RU)

H02J13/00 - Схемы устройств для обеспечения дистанционной индикации режимов работы сети, например одновременная регистрация (индикация) включения или отключения каждого автоматического выключателя сети; схемы устройств для обеспечения дистанционного управления средствами коммутации в сетях распределения электрической энергии, например включение или выключение тока потребителям энергии с помощью импульсных кодовых сигналов, передаваемых по сети

Владельцы патента RU 2601875:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Использование: в области электротехники для дистанционного управления удаленными друг от друга электропотребителями путем передачи команд управления по силовой сети напряжением до 1000 В. Технический результат заключается в обеспечении как поочередного, так и совместного управления несколькими потребителями. Согласно способу включают на входе четырехпроводной линии электропередачи в рассечку нулевого провода источник изменяемой по величине и (или) по фазе ЭДС, а на выходе линии по изменению фазных напряжений подаются команды для управления электропотребителями. 4 ил.

Способ относится к устройствам дистанционного управления электропотребителями по силовой сети напряжением до 1000 В и может быть использован для управления несколькими удаленными друг от друга электропотребителями, не имеющими общих цепей управления. Предлагаемый способ не требует использования высокочастотных приемопередатчиков на концах линии электропередачи, а также не требует прокладки контрольных кабелей (проводов) между пунктом управления и электропотребителями, подключенными к одной линии электропередачи.

Известен способ, реализуемый устройством [1], по которому изменяют подаваемое на линию трехфазное или однофазное напряжение, в одном случае трехфазный коммутационный аппарат управляет однофазным потребителем в конце линии, а в другом случае однофазный коммутационный аппарат управляет однофазным потребителем в конце линии через один из трех конденсаторов, подключенных к трем фазам силовой сети.

Недостатком является невозможность управления тремя электропотребителями, включенными в конце линии.

Наиболее близким является способ, реализуемый устройством [2], по которому в начале трехфазной линии электропередачи блоком управления переключают подаваемое на одну из фаз напряжение, что приводит в конце линии к срабатыванию соответствующего магнитного пускателя и промежуточных реле, после чего на входе линии трехфазным коммутационным аппаратом подается трехфазное напряжение, от которого получает питание выбранный трехфазный потребитель.

Недостаток заключается в том, что таким способом можно управлять тремя электропотребителями только поочередно.

Целью предлагаемого способа является управление по силовым проводам одним, двумя, тремя или большим количеством потребителей как поочередно, так и совместно.

Поставленная цель достигается тем, что на входе линии в рассечку нулевого провода включают источник изменяемой ЭДС, на выходе линии по изменению фазных напряжений подаются команды для управления электропотребителями.

Способ поясняется схемой, представленной на фиг. 1, и векторными диаграммами, представленными на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, на примере управления тремя электропотребителями.

На фиг. 1 трехфазная четырехпроводная линия электропередачи содержит три фазных 1, 2, 3 и нулевой 4 провода. На входе линии после точки 5 в рассечку нулевого провода 4 установлен аппарат 6 для изменения ЭДС, например содержащий вторичную 7 и первичную 8 обмотки трансформатор. Первичная обмотка 8 трансформатора получает питание от специального источника 9, генерирующего напряжение с частотой 50 Гц. Источник 9 способен изменять как фазу, так и величину напряжения, подводимого к первичной 8 обмотке трансформатора.

В конце линии у электропотребителей между точкой 10 нулевого провода и фазными проводами 1, 2, 3 включен измеритель фазного напряжения 11, выходы которого по каналам 12, 13, 14 подают команды на коммутационные аппараты 15, 16, 17, управляющие электропотербителями 18, 19, 20.

Принцип работы предлагаемого способа поясняется с помощью векторных диаграмм. На фиг.2 на входе линии фазные напряжения между проводами 1, 2, 3 и точкой 5 нулевого провода 4 представляют собой звезду векторов фазных напряжений (векторы отличаются от простых отрезков подчеркиванием снизу) 1.1; 2.1; 3.1. На фиг. 2 эти векторы показаны пунктиром. Эти же векторы фазных напряжений при отключенном источнике 9 получаем и у электропотербителей. При этом потенциалы точек 5 и 10 совпадают.

После подключения источника 9 к первичной обмотке 8 трансформатора на вторичной обмотке 7 наведется между точками нулевого провода 5 и 10 напряжение, например, направленное в противофазе с вектором 1.1. Тогда потенциал нулевой точки 10 в конце линии займет положение 10.1, т.е. сместится относительно потенциала точки 5 на входе линии на величину вектора напряжения 4.1. При этом фазное напряжение у потребителя между точкой 10.1 и точкой 1 составит величину, представленную вектором 1.2, превышающим вектор фазного напряжения на входе линии 1.1. Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение и подает сигнал по каналу 12 на включение коммутационного аппарата 15, управляющего электропотребителем 18. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 15 отключает электропотребителя 18.

Аналогично для включения электропотребителя 19 от источника 9 подается напряжение в противофазе к вектору напряжения 2.1 (фиг. 3). Это напряжение создает ЭДС на вторичной обмотке 7 трансформатора между точками 5 и 10, потенциал точки 10 смещается в положение 10.2. Тогда между точками 5 и 10 получим вектор напряжения 4.2. При этом фазное напряжение между точкой 10.2 и точкой 2 составит величину, представленную вектором 2.3, превышающим вектор фазного напряжения на входе 2.1. Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение напряжения и подает сигнал по каналу 13 на включение коммутационного аппарата 16, управляющего электропотребителем 19. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 16 отключает электропотребителя 19.

Аналогично для включения электропотребителя 20 от источника 9 подается напряжение в противофазе к вектору напряжения 3.1 (фиг. 4.). Это напряжение создает ЭДС на вторичной обмотке 7 трансформатора между точками 5 и 10, потенциал точки 10 смещается в положение 10.3. Тогда между точками 5 и 10 получим вектор напряжения 43. При этом фазное напряжение между точкой 10.3 и точкой 3 составит величину, представленную вектором 3.4, превышающим вектор фазного напряжения на входе 3.1. Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение напряжения и подает сигнал по каналу 14 на включение коммутационного аппарата 17, управляющего электропотребителем 20. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 17 отключает электропотребителя 20.

Таким образом, изменяя фазные напряжения путем включения источника изменяемой ЭДС в нулевой провод, можно управлять тремя и более потребителями как поочередно, так и совместно.

Источники информации

1. Пат. RU 2516218, МПК H02J 3/24. Устройство для управления трехфазной и однофазной нагрузками по силовой четырехпроводной сети / [Текст] Попов Н.М., Красовский И.С. (RU) Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия (RU). - №2011144707/07, заявл. 03.11.2011, опубл. 20.05.2014. Бюл. №14.

2. Пат. RU 143585 U1, МПК H02J 13/00. Устройство для управления тремя электропотребителями по силовой сети / [Текст] Попов Н.М., Олин Д.М., Кирилин А.А. (RU) Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия (RU). - №2014110575/07, заявл. 19.03.2014, опубл. 27.07.14. Бюл. №21.

Способ управления электропотребителями по силовой сети, по которому изменением напряжения на входе трехфазной четырехпроводной линии управляют электропотребителями на другом конце линии, отличающийся тем, что на входе линии в рассечку нулевого провода включают источник изменяемой по величине или (и) по фазе ЭДС, а на выходе линии по результатам измененных напряжений между нулевым и фазными проводами коммутируют цепи электропотребителей.

Изобретение относится к системам, управляемым вычислительными устройствами. Интеллектуальный щит переменного тока для контроля и управления потреблением питания в цепи для домашней автоматизации содержит: множество встроенных контроллеров для измерения, контроля или управления одним или более из электрического напряжения, тока, потребления мощности, генерации мощности и мощности нагрузки по меньшей мере одного электрического устройства.

Способ управления системой электроснабжения железных дорог // 2587128

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Предложен способ управления системой электроснабжения железных дорог, которая включает в себя датчики электрических и неэлектрических величин, локальные контроллеры исполнительных устройств и управляющие контроллеры, содержащие вычислительные средства.

Объединяющий блок и способ работы объединяющего блока // 2577245

Изобретение относится к объединяющему блоку для автоматизации подстанции. Техническим результатом является повышение оперативной гибкости и снижение сложности высокоуровневых архитектур системы автоматизации подстанции, а также улучшение мониторинга качества энергии и устойчивости электрораспределительной сети.

Система измерения ресурса и способ использования такой системы для интеллектуального энергопотребления // 2575871

Изобретение относится к счетчикам, измеряющим ресурсы и, в частности, относится к системам измерения ресурса энергопотребления, снабженным устройством записи данных и выполненным с возможностью переноса собранных данных в базу данных и к способу использования счетчика энергии для интеллектуального энергопотребления.

Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередач // 2574063

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности и надежности устройства, повышение его информативности и оперативности принятия решений.

Комплекс дистанционного контроля токов и напряжений // 2564124

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности измерения фазовых углов между векторами тока и напряжения в контролируемой точке высоковольтной сети и расширенные функциональные возможности.

Способ контроля аварийного отключения, успешного автоматического повторного включения и последующего ложного отключения головного выключателя линии электропередачи // 2563962

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об аварийном отключении, успешном автоматическом повторном включении и последующем ложном отключении головного выключателя линии электропередачи.

Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения в составе бесщеточных систем возбуждения генераторов // 2563031

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения в составе бесщеточных систем возбуждения генераторов электроэнергетических систем.

Устройство, система и способ контроля провеса провода на линии электропередач // 2562910

Изобретение относится к контролю провеса объектов, в частности к контролю провеса географически протяженных объектов, в частности проводов линий электропередач. Устройство может быть прикреплено к контролируемому объекту (22A, 22B), при этом оно содержит физический датчик (12), блок обработки данных (14), функционально соединенный с датчиком, и средство связи для беспроводной передачи данных из блока обработки данных на внешнее устройство.

Искробезопасное устройство дистанционного управления электроприемниками // 2558946

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение надёжности и точности контроля.

Способ управления мощностью потребителей // 2606630

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для разогрева потребителей в транспортном средстве. Техническим результатом является уменьшение потерь мощности потребления. В способе и устройстве для управления мощностью электрических потребителей (34, 36) потребители (34, 36) последовательно расположены в электрической цепи (30), и по меньшей мере к одному соединению (50) между любыми двумя потребителями (34, 36) примыкает линия (52) ответвления, которую посредством связанного с ней ключевого устройства, содержащего по меньшей мере один ключ (38, 40, 42, 44) для управления мощностью, подключают к напряжению (46) сети и/или к массе (48). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Автоматизированное устройство определения предельных режимов электрических систем // 2611259

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для оценки предельных режимов электрических систем на основе их расчета в заданном направлении изменения мощностей. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства при определении предельных режимов электрических систем. Такой результат достигается за счет того, что устройство содержит группу блоков оперативной памяти, блок сбора данных и блок памяти, блок оценки предельных режимов, который выполнен в виде последовательно соединенных вычислителя вектора множителей Лагранжа, вычислителя предельного приращения коэффициента загрузки, вычислителя знака определителя матрицы потокораспределения, вычислителя приращений и коррекции, вычислителя проверки сходимости и вычислителя бифуркации. 2 ил.

Конфигурируемый базовый электрический элемент для формирования выходных сигналов электрического оборудования // 2612461

Изобретение относится к электрооборудованию. Конфигурируемый базовый электрический элемент для формирования выходных сигналов электрического оборудования содержит процессорные средства для выполнения конфигурируемой функции, чтобы сформировать выходные сигналы объекта электрического оборудования. Процессорные средства содержат быстрый процессорный сегмент и медленный процессорный сегмент, в которых реализованы функциональные блоки. Блоки выполняют относительно быстрые операции и относительно медленные операции. Указанные блоки являются независимыми и параметризованными. Процессорные сегменты выполнены с возможностью параметризации и выборочного соединения указанных функциональных блоков так, чтобы выполнялась указанная конфигурируемая функция. Повышается надежность. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Автоматизированное устройство мониторинга оборудования электрической подстанции // 2613130

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической мощности. Автоматизированное устройство мониторинга оборудования электрической подстанции содержит ЭВМ, соединенную с датчиками параметров оборудования подстанции. ЭВМ выполнена в виде микропроцессорного блока сбора и обработки данных. Чувствительные элементы вынесены из самих датчиков и соединены с ними одним или двумя волоконно-оптическими кабелями. Кабели соединены соответственно с совмещенными или с разделенными формирователем и приемником оптических сигналов. Микропроцессор и датчики размещены в одном корпусе, который снабжен блоком питания, индикацией и интерфейсным модулем. Датчики соединены с ЭВМ при помощи электрической или волоконно-оптической связи. Датчики могут быть выполнены в виде датчиков тока, напряжения и температуры. Микропроцессор содержит микроконтроллер, соединенный с модулем связи Profinet и/или Ethernet, памятью ПЗУ и ОЗУ-1, а также с контроллером данных, к которому подсоединены ОЗУ-2 с кольцевым буфером и коммутационная плата с входами сигналов датчиков. Выход микропроцессорного блока подсоединен по сети Profinet и/или Ethernet с рабочим местом оператора. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и универсальности устройства мониторинга. 1 з.п. ф-лы. 7 ил., 1 табл.

Ведущая система текущего контроля для зарядки суперконденсатора // 2616186

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности работы системы и уменьшение нагрузки на сеть связи. Система текущего контроля для зарядки суперконденсатора содержит линию питания, подсистемы для текущего контроля мономерных суперконденсаторов и ведущую систему текущего контроля. Ведущая система текущего контроля содержит зарядную схему (2), блок (7) подачи питания, ведущий однокристальный микрокомпьютер (4), модуль (3) связи на основе несущей, модуль (5) человеко-машинного интерфейса, блок (6) хранения и модуль RS-232 (8). Каждая из подсистем для текущего контроля мономерных суперконденсаторов содержит мономерный суперконденсатор (1), блок (7) подачи питания, ведомый однокристальный микрокомпьютер (11), модуль (3) связи на основе несущей, блок (9) регистрации напряжения, тока и температуры и блок (6) хранения. Ведущая система текущего контроля заряжает группу суперконденсаторов через линию питания и зарядную схему. Система текущего контроля может управлять состояниями заряда различных мономерных суперконденсаторов, благодаря чему удается избежать чрезмерного заряда. 1 ил.

Интеллектуальная микропроцессорная система для определения величины технических потерь электроэнергии // 2624001

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – непрерывный контроль и регистрация уровня потерь электроэнергии в сети, повышение точности определения потерь. Согласно изобретению система содержит датчик тока, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры проводников присоединений, микроконтроллер, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, средство для отображения информации, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены второй микроконтроллер, третий микроконтроллер, четвертый микроконтроллер, цифровой трехфазный счетчик, цифровой однофазный многофункциональный счетчик, цифровой датчик напряжения, цифровое измерительное устройство реактивной мощности, первое приемное устройство, второе приемное устройство, третье приемное устройство, четвертое приемное устройство, первое передающее устройство, второе передающее устройство, третье передающее устройство, четвертое передающее устройство, пятое передающее устройство, шестое передающее устройство, седьмое передающее устройство, трансформатор симметрирующий трехфазный, компенсатор реактивной мощности, распределительное устройство, стабилизатор напряжения, блок управления, выполненный в виде микропроцессора, состоящий из блока сбора данных, блока анализа текущих показателей, блока принятия решений, блока определения потерь. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ отсчета мгновенных значений напряжений и токов // 2625172

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности измерения. Согласно способу для контроля нормальных и аварийных режимов электрических систем фиксируют мгновенные значения напряжений и токов на каждом интервале дискретизации через четверть периода частоты сети в моменты смены полярностей напряжений на резисторе и конденсаторе последовательной RC-цепи. 3 ил.

Устройство управления и контроля энергопотребления // 2625729

Использование: в области электротехники. Технический результат - выравнивание графика нагрузки и снижение потребляемой электрической энергии промышленного предприятия в пиковые часы энергосистемы, а также регулирование графика электрической нагрузки без остановки непрерывных технологических процессов. Система управления и контроля энергопотребления содержит питающую сеть с датчиком мощности сети, нагрузку с датчиком мощности нагрузки и устройство управления и контроля энергопотребления, содержащее входной и выходной интерфейсы, при этом информационный выход датчика мощности нагрузки подключен к входу входного интерфейса. Устройство управления и контроля энергопотребления содержит: информационный интерфейс, блок управления устройством, блок ввода и отображения информации, блок часов реального времени с календарем, блок оценки резервов, блок расчета интервалов времени и селектор сигналов, при этом выход информационного интерфейса подключен к первому входу блока управления устройством, выход входного интерфейса присоединен к вторым входам блока управления устройством и блока оценки резервов, к выходу блока управления устройством подключена информационная линия, к которой также подключены блок ввода и отображения информации, вход блока часов реального времени с календарем, первые входы блока оценки резервов, блока расчета интервалов времени и селектора сигналов, кроме этого к выходу блока часов реального времени с календарем подключен второй вход блока расчета интервалов времени и третий вход блока оценки резервов, в свою очередь выход блока оценки резервов подключен к второму входу селектора сигналов, а выход блока расчета интервалов времени подключен к третьему входу селектора сигналов, выход которого подключен к входу выходного интерфейса, кроме этого управляющий вход нагрузки подключен к выходу выходного интерфейса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Анализ распределительной системы, использующий данные электросчетчиков // 2625913

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности определения места расположения неисправности на линии. Система контроля сконфигурирована таким образом, чтобы вычислять, по меньшей мере, одно условие работы линии фазового провода в каждом из множества сегментов линии фазового провода распределительной системы с использованием данных синхронизированного фазора. Система содержит: по меньшей мере, одно компьютерное устройство, содержащее, по меньшей мере, один процессор и память, в памяти хранят команды для исполнения в системе контроля, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован таким образом, чтобы исполнять команды для осуществления следующего: принимают значения тока в некоторый момент времени от множества датчиков на соответствующих участках линии фазового провода, участки соединены с линией фазового провода, по меньшей мере, с помощью одного распределительного трансформатора; принимают значения напряжения в упомянутый момент времени от множества датчиков; определяют напряжение на стороне вторичной обмотки этого, по меньшей мере, одного распределительного трансформатора в упомянутый момент времени, основываясь на значениях тока и напряжения, принятых от множества датчиков; определяют напряжение на стороне первичной обмотки этого, по меньшей мере, одного распределительного трансформатора, основываясь на напряжении на стороне вторичной обмотки в упомянутый момент времени; и вычисляют, по меньшей мере, одно условие работы линии фазового провода, основываясь на напряжении на стороне первичной обмотки этого, по меньшей мере, одного распределительного трансформатора и данных синхронизированного фазора. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способы и устройство для переключения режимов // 2630683

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение автоматического переключения текущего режима работы в бесшумный режим. Согласно способу переключения режима, применяемому в бытовом электроприборе, содержащем по крайней мере один вентилятор и кондиционер, и/или увлажнитель, и/или очиститель воздуха, определяют, находится ли пользователь в состоянии сна, если пользователь находится в состоянии сна, переключают текущий режим работы бытового электроприбора в бесшумный режим. При работе в бесшумном режиме: определяют стадию сна пользователя по физиологическим данным, собранным носимым устройством, и регулируют скорость вращения вентилятора в бытовом электроприборе в зависимости от стадии сна пользователя. Причем регулирование скорости вращения вентилятора в бытовом электроприборе в зависимости от стадии сна пользователя включает в себя настройку скорости вращения вентилятора в зависимости от стадии сна пользователя и качества воздуха так, что скорость вращения вентилятора повышается при ухудшении качества воздуха и понижается при переходе от состояния неглубокого сна к состоянию глубокого сна. 6 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил.