Трехфазный управляемый шунтирующий реактор

Авторы патента:

H02J3/26 - устройства для устранения или уменьшения асимметрии в многофазных сетях

Владельцы патента RU 2628751:

Джус Илья Николаевич (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике. Технический результат - повышение надежности. Реактор содержит в каждой фазе (1, 4, 5) две обмотки (2, 3), которые одним выводом объединены с обмотками других фаз в две звезды, между нулевыми выводами которых и заземлением (11) включены заземляющие дроссели (12, 13), а также между этими нулевыми выводами включены два последовательно соединенных конденсатора (6, 7), возбудитель (10) полюсами через сглаживающие дроссели (8, 9) присоединен к нулевым выводам. Новым является то, что средняя точка конденсаторов (6, 7) соединена с заземлением (11). 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и используется в энергетических системах.

Широко известная [1, 2] схема трехфазного управляемого шунтирующего реактора (далее УШР), содержит в каждой фазе две обмотки, которые первыми выводами попарно объединены с обмотками других фаз в две звезды, а вторыми выводами обмотки в каждой фазе объединены, и также содержит обмотку подмагничивания, к которой подключен возбудитель. Недостаток такого устройства состоит в большой сложности, обусловленной необходимостью наличия независимой обмотки подмагничивания.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является [3] трехфазный управляемый шунтирующий реактор, содержащий в каждой фазе две обмотки, которые первыми выводами объединены между собой, а вторыми выводами соединены с обмотками других фаз в две звезды, между нулевыми выводами которых и заземлением включены заземляющие дроссели, а также между этими нулевыми выводами включены два последовательно соединенных конденсатора, возбудитель, полюсами через сглаживающие дроссели присоединенный к нулевым выводам. Недостаток такого УШР проявляется в относительно низкой надежности, которая проявляется в нештатных режимах.

Технический результат предложения состоит в повышении надежности и снижении потерь электроэнергии. Технический результат достигается за счет того, что средняя точка конденсаторов соединена с заземлением через электропроводящую цепь.

На фиг. 1 приведена схема УШР. Одна фаза 1 УШР содержит две обмотки 2 и 3. Аналогично две другие фазы 4, 5 составлены из двух обмоток. Обмотки соединены так, что образуют две звезды, между нулевыми точками которых включены два конденсатора 6 и 7. К этим же точкам через сглаживающие дроссели 8 и 9 подключен возбудитель 10. Имеется заземление 11, которое связано с нулевыми точками звезд через заземляющие дроссели 12 и 13. Заземление 11 также связано со средней точкой конденсаторов 6 и 7 через электропроводящую цепь 14. На фиг. 2, 3, 4, 5, 6 приведены варианты исполнения электропроводящей цепи 14 соответственно в виде проводника (фиг. 2), резистора (фиг. 3), варистора (фиг. 4), разрядника (фиг. 5), резисторно-конденсаторной цепи (фиг. 6). На фиг. 7 в цепь конденсаторов 6, 7 введены резисторы 15, 16. Номера фигур совпадают с номерами пунктов формулы.

УШР работает следующим образом. Он является плавно регулируемой трехфазной индуктивностью и подключается к высоковольтным лилиям электропередач и сетям. Изменяя постоянный ток подмагничивания, подаваемый возбудителем 10, изменяют индуктивность УШР, а следовательно, и реактивную мощность, потребляемую им из сети. В установившемся симметричном режиме в дросселях 12, 13 тока нет. В процессе работы УШР в сети могут возникать нештатные режимы, например однофазное короткое замыкание. В этом случае в заземляющих дросселях 12, 13 должен появиться ток. Однако ток скачком измениться не может, поэтому в схеме-прототипе в этом случае неизбежно возникают перенапряжения, опасные для изоляции оборудования (прежде всего возбудителя 10). Аналогично и в других нештатных ситуациях (например, удар молнии, волновые процессы из-за коммутаций со стороны линии) возникнут перенапряжения. В предложенной здесь схеме конденсаторы 6 и 7, благодаря связи с землей будут демпфировать (поглощать) такие перенапряжения. Действительно перенапряжения, приходящие со стороны линии, пройдя обмотки 2, 3 (по собственной емкости обмоток) параллельно через конденсаторы 6, 7 пройдут в заземление 11, через цепь 14, чем будет защищен возбудитель 10 от воздействия этого импульсного перенапряжения. Это приведет к повышению надежности и устойчивости оборудования.

Источники информации

1. Журнал «Новости электротехники», 2011, №3 (72), рис. 1а.

2. www.leg.co.ua > Подстанции…reactory.html., рис. 1б.

3. Журнал «Электро», 2013, №2, стр. 37, рис. 1.

1. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор, содержащий в каждой фазе две обмотки, которые первыми выводами объединены между собой, а вторыми выводами соединены с обмотками других фаз в две звезды, между нулевыми выводами которых и заземлением включены заземляющие дроссели, а также между этими нулевыми выводами включены два последовательно соединенных конденсатора, возбудитель, полюсами через сглаживающие дроссели присоединенный к нулевым выводам, отличающийся тем, что средняя точка конденсаторов соединена с заземлением через токопроводящий элемент.

2. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего элемента использован проводник.

3. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего элемента использован резистор.

4. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего элемента использован варистор.

5. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего элемента использован разрядник.

6. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего элемента использована последовательная RC-цепь.

7. Трехфазный управляемый шунтирующий реактор по п. 2, отличающийся тем, что последовательно с конденсаторами включены резисторы.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам регулирования напряжения преобразовательных трансформаторов. Устройство регулирования напряжения содержит трехфазный трансформатор, в первичные обмотки каждой фазы которого включены соединенные последовательно сетевая и регулировочная части, при этом в каждой из трех фаз первые выводы регулировочной части соединены с выводом сетевой части, образуя общую точку, а вторые выводы регулировочной части соединены с первыми выводами неуправляемого реактора каждой из фаз, вторые выводы неуправляемых реакторов всех трех фаз соединены между собой, образуя первую нейтраль, к общей точке соединения регулировочной и сетевой частей первой и второй фаз подключены первые выводы тиристорных ключей, вторые выводы тиристорных ключей первой и второй фаз объединены между собой, образуя вторую нейтраль, к которой подключена общая точка соединения регулировочной и сетевой частей первичной обмотки третьей фазы.

Способ и устройство для ввода электрического тока в электрическую сеть // 2613357

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – обеспечение несимметричного ввода энергии в сеть для компенсации имеющейся в сети несимметричности.

Трехфазное симметрирующее устройство // 2612649

Изобретение относится к электротехнике. Предлагается трехфазное симметрирующее устройство, в котором трехфазный трехстержневой трансформатор содержит две или три первичные обмотки, включенные встречно в зигзаг.

Ветроэнергетическая установка и способ ввода электрической энергии // 2605446

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для ввода электрической энергии в электрическую, трехфазную сеть. Техническим результатом является повышение качества электроэнергии сети.

Способ симметрирования фазных токов трёхфазной четырёхпроводной линии и устройство для его осуществления // 2598760

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение уровня несимметрии фазных токов линии.

Способ регулирования напряжения на тяговой подстанции переменного тока // 2592862

Способ относится к системе электроснабжения переменного тока электрических железных дорог, а именно к регулированию напряжения с помощью трансформатора с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (УРПН) и с установкой продольной емкостной компенсации (УПК) с нерегулируемой и регулируемой секциями, включенной в отсасывающую линию.

Устройство равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трёхфазной сети // 2591040

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение материалоемкости и массогабаритных параметров устройства.

Устройство компенсации высших гармоник и коррекции несимметрии сети // 2573599

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение коэффициентов искажения синусоидальности формы кривых тока и напряжения сети.

Трехфазное симметрирующее устройство и способ управления им // 2567747

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для устранения несимметрии токов и напряжений в трехфазных сетях. Технический результат - повышение быстродействия и энергетических показателей, улучшение электромагнитной совместимости.

Способ и устройство электроснабжения воздушного летательного аппарата (варианты) // 2554723

Группа изобретений относится к наземным сооружениям для привязных летательных аппаратов. Первый вариант способа электроснабжения воздушного летательного аппарата с удерживающим тросом характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют повышенным напряжением 0,1…10 кВ постоянного тока путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению с 12…380 В до 0,1…10 кВ и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения 0,1…10 кВ до 12…380 В.

Модуль интеллектуальной электроэнергетики // 2630777

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении электросетей с автоматическим перераспределением потоков электроэнергии по разным линиям электропередачи к потребителям с варьируемой нагрузкой по фазам трехфазной сети и варьируемой мощностью потребления в широких пределах. Заявлен модуль интеллектуальной электроэнергетики, содержащий трехфазный трансформатор с тремя замкнутыми между собой железными магнитопроводами, на каждом из которых выполнены входная и три выходных обмотки, две из которых включены согласно-последовательно, первая из которых включена встречно-последовательно с третьей обмоткой, выполненной по схеме «зигзаг» на смежном магнитопроводе, как в симметрирующем трансформаторе. Три вторых обмотки каждого из магнитопроводов выполнены с N выводами, подключаемыми к соответствующим фазам линии электропередачи через управляемые симисторы, а свободные концы трех третьих обмоток включены согласно-параллельно к трем одинаковым обмоткам однофазного трансформатора, вторичная обмотка которого встречно-последовательно включена между общей точкой свободных концов трех указанных входных обмоток однофазного трансформатора и нулевой шиной линии электропередачи, причем выбор включения соответствующих отводов вторых многоотводных обмоток трехфазного трансформатора через N соответствующих управляемых симисторов к трем фазам линии электропередачи осуществляется автоматически с помощью трех одинаковых систем автоматического регулирования из электронных устройств контроля силы токов в каждой фазе и напряжений в них в начале линии электропередачи, а также с помощью трех раздельных двухпетлевых систем автоподстройки с преобразованием управляющих аналоговых сигналов в цифровые коды с последующей их дешифрацией с числом каналов N на выходах каждого из дешифраторов, связанных с управляемыми симисторами через N оптопар. Система автоматического регулирования, входящая в состав модуля, включает устройство измерения тока фазы, измерителя напряжения переменного тока в начале линии электропередачи, измерителя напряжения, падающего в фазном проводнике с известным сопротивлением в линии электропередачи, двух формирователей постоянных напряжений-эквивалентов разности напряжения в начале линии и фазном проводе и стабилизируемого напряжения в конце фазного проводника линии электропередачи, а также аналогового сумматора. Технический результат - повышение быстродействия процесса регулирования напряжения у потребителя по каждой из фаз с повышенной точностью стабилизации, повышение надежности действия, устранение перекосов фазного напряжения и снижения потерь электроэнергии путем снижения (ликвидации) уравнительного тока в нулевой шине при автоматическом перераспределении потоков энергии различным потребителям по их выделенным линиям передачи с расширением диапазона потребляемых мощностей разными потребителями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство нейтрализации уравнительного тока в нулевой шине трёхфазной линии электропередачи // 2630778

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных линиях электропередачи при различных пофазных нагрузках с целью энергосбережения. Заявлено устройство нейтрализации уравнительного тока в нулевой шине трехфазной линии электропередачи, связанной с трансформаторной подстанцией с одной стороны и потребителем с варьируемыми пофазными нагрузками, включаемыми по схеме звезды, с другой стороны, отличающееся тем, что в нем использован однофазный трансформатор с тремя одинаковыми первичными обмотками, начала которых подключены к нулевым выводам вторичных обмоток фазных напряжений силового трехфазного трансформатора подстанции, а их концы соединены между собой в узел, а вторичная обмотка этого трансформатора подключена встречно-последовательно между указанным узлом и нулевой шиной линии, при этом число витков этой обмотки выбрано так, что индуцируемое в ней напряжение, пропорциональное уравнительному току как геометрической сумме фазных токов, равно и направлено встречно напряжению, которое падало бы в сопротивлении нулевой шины от протекания уравнительного тока в ней в отсутствие данного устройства. Технический результат - снижение потерь электроэнергии при ее транспортировке по четырехпроводной линии. Применение заявляемого устройства нейтрализации уравнительного тока позволяет существенно снизить потери электрической энергии при ее транспортировке на значительные расстояния и найдет широкое распространение, в интеллектуальной электроэнергетике будущего. 2 ил.

Устройство для межфазного распределения тока (варианты) // 2633958

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для повышения энергетической эффективности однофазных потребителей, путем рекуперации большей части потребляемой энергии в сеть за счет межфазного распределения тока (МРТ). Техническим результатом является расширение диапазона рекуперации потребляемой энергии в случае использования для однофазных потребителей. Первый вариант устройства для межфазного распределения тока содержит два однофазных трансформатора, промежуточный вывод обмотки каждого из которых подключен к первой клемме потребителя, а крайние выводы - к фазным входным выводам. Вторая клемма потребителя подключена к общей точке двух крайних выводов упомянутых обмоток, число витков каждой из которых разделено промежуточным выводом на два неравных участка. К фазным входным выводам подключены участки обмоток с большим числом витков. Второй вариант устройства отличается от первого варианта тем, что промежуточный вывод каждой обмотки трансформатора делит ее число витков на равные участки. Согласно первому варианту диапазон рекуперации расширяется от величины, превышающей половину потребляемой энергии до величины, ограниченной только конструктивным усложнением трансформаторов МРТ, связанным с сильно выраженным неравенством сечений участков каждой фазной обмотки. Согласно второму варианту рекуперация равна половине потребляемой энергии. При этом сечения участков каждой фазной обмотки равны, что упрощает их изготовление. Магнитопроводы трансформаторов МРТ могут иметь различную конфигурацию, в том числе витую ленточную кольцевидной формы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство симметрирования напряжения сети при обрыве двух любых фаз // 2633961

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение качества напряжения сети при обрыве двух любых фаз. Устройство содержит клеммы сети, три реле минимального напряжения с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами, контролирующие напряжение в фазах сети по отдельности, фазообразующее устройство, и клеммы для подключения нагрузки, трехфазное реле контроля всех фаз одновременно, снабженное одним трехфазным замыкающим контактом и одним трехфазным размыкающим контактом. Фазообразующее устройство выполнено в виде преобразователя числа фаз по типу электрической машины с заторможенным ротором, содержащим входную часть, составленную из первой и второй обмоток, и конденсатор, причем указанные обмотки размещены в пазах внутреннего сердечника, и выходную часть, содержащую внешний, соосный внутреннему, сердечник, в пазах которого размещена выходная трехфазная обмотка, соединенная в звезду, а из размыкающих и замыкающих контактов трех реле минимального напряжения выполнена параллельная цепь, содержащая три ветви. Началом каждой ветви является фаза, середину составляет последовательное соединение размыкающих контактов реле соседних фаз и замыкающего контакта реле собственной фазы, а концом каждой ветви является общая точка соединения всех ветвей, при этом конец первой обмотки входной части преобразователя числа фаз соединен с началом второй обмотки, а их общая точка соединена с нулевым проводом, конец второй обмотки соединен с вторым выводом конденсатора, первый выход которого подключен к началу первой обмотки, а их общая точка соединена с общей точкой соединения всех ветвей. Замыкающий контакт трехфазного реле включен в рассечку всех фаз сети между клеммами сети и клеммами для подключения нагрузки, а размыкающий контакт указанного реле включен между выводами трехфазной обмотки выходной части преобразователя числа фаз и клеммами для подключения нагрузки, соответственно. 1 ил.

Трёхфазно-однофазный трансформатор евсеева // 2640571

Изобретение относится к электротехнике, к схемам распределительных сетей переменного тока и может быть использовано для питания однофазных потребителей бытового и промышленного назначения от трехфазной сети. Технический результат состоит в снижении массогабаритных показателей, упрощении конструкции и повышения КПД. Трехфазно-однофазный трансформатор содержит магнитопровод, две соединенные последовательно первичные обмотки и вторичную обмотку. Магнитопровод выполнен трехстержневым. Первичные обмотки намотаны на двух крайних стержнях магнитопровода и соединены последовательно встречно. Вторичная обмотка намотана на среднем стержне, ширина которого составляет величину, в раз большую ширины крайних стержней. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство симметрирования и стабилизации трехфазного напряжения // 2641649

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и улучшение качества функционирования устройства. Устройство симметрирования и стабилизации трехфазного напряжения содержит три обмоточных группы из трех одинаковых последовательно соединенных вторичных обмоток трех однофазных трансформаторов, имеющих по одной первичной обмотке. На магнитопроводе каждого трансформатора размещается добавочная обмотка с ответвлениями через равное количество витков, начало которой присоединяется к началу первичной обмотки и началу крайней вторичной обмотки одной из обмоточных групп. Конец, начало или любое ответвление добавочной обмотки посредством переключающей схемы по сигналу блока управления подключаются к соответствующему входному фазному зажиму. Конец первичной обмотки присоединяется к нулевому зажиму. Число ответвлений добавочной обмотки не ограничивается, а число витков должно быть в четыре или более раз меньше, чем у первичной обмотки. 1 ил.

Устройство и способы для восстановления функциональности элементов питания в многоэлементных источниках питания // 2644009

Использование – в области электротехники. Технический результат – восстановление функциональности элементов питания в многоэлементных источниках питания. Предоставляется способ для управления многоэлементным источником питания, который включает в себя несколько последовательно подключенных элементов питания в каждом из нескольких плеч. Каждый элемент питания включает в себя обходное устройство, которое может использоваться для того, чтобы избирательно обходить и отменять обход элемента питания. После того как первый элемент питания отказывает и обходится в результате отказа, способ включает в себя отмену обхода первого элемента питания без прекращения работы многоэлементного источника питания, если отказ первого элемента питания вызван посредством предварительно определенного рабочего состояния. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 24 ил.