Стабилизатор-регулятор фазы и величины напряжения переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, в частности к устройствам, обеспечивающим качество работы замкнутых трехфазных сетей и сетей с двухсторонним питанием. Технический результат, который достигается с помощью изобретения: бесступенчатое регулирование величины выходного напряжения. Технический результат достигается с помощью стабилизатора-регулятора фазы и величины напряжения переменного тока, содержащего трансформатор с двумя сердечниками, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, свободные выводы первичных обмоток: один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель - с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом; обмотки регулирования величины напряжения и обмотки коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному и выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети, и соединены с внешним устройством управления. Трехфазный стабилизатор-регулятор фаз и величин напряжений переменного тока выполняется из трех одинаковых устройств. 5 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, в частности к устройствам, обеспечивающим качество работы замкнутых трехфазных сетей и сетей с двухсторонним питанием.

Уровень техники

Известен способ регулирования перетока активной мощности между частями энергосистемы, связанными линией электропередачи, с контролем небаланса активной мощности на валу генерирующего агрегата, и изменением перетока активной мощности по линии регулированием фазового угла между векторами напряжений в ее оконечных точках на шинах и посредством включенного в линию управляемого фазоповоротного устройства, (см. пат. РФ №2449446, МПК: H02J 3/06, H02J 3/24, «Способ быстродействующего управления перетоком активной мощности» / Бердников Роман Николаевич, Фортов Владимир Евгеньевич, Сон Эдуард Евгеньевич, Шакарян Юрий Гевондович, Новиков Николай Леонтьевич // Бюл. 2012 №12).

Недостатками данного устройства являются:

- устройства, реализованные на данном способе, применимы только при наличии генерирующего агрегата в месте регулирования;

- реализация способа требует изменения мощности генерирующего агрегата воздействием на турбину, а, следовательно, на пар, газ, воду, что сложно и обуславливает частный случай его применения;

- использование статического преобразователя работающего в режиме инвертора и выпрямителя, являющегося сложным и дорогостоящим устройством, применение которого в мощных электросетях отличается низким КПД;

- низкая скорость изменения фазы и модуля напряжения.

Известно полупроводниковое фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого включены в рассечку фаз высоковольтной линии электропередачи, трехфазный шунтовой трансформатор, первичные обмотки которого соединены по схеме звезды, низковольтные выводы которой заземлены, высоковольтные выводы подключены к клеммам рассечки фаз высоковольтной линии электропередачи со стороны входа фазоповоротного устройства, а вторичные обмотки каждой фазы выполнены в виде N гальванически развязанных секций подключенных к полупроводниковым мостовым преобразовательным коммутаторам, (см. пат. RU 2450420 МПК7: Н03С 3/00, "Полупроводниковое фазоповоротное устройство" / Жмуров Валерий Павлович, Стельмаков Вадим Николаевич, Тарасов Анатолий Николаевич, Тимошенко Анатолий Лукич, Казеннова Ирина Ивановна // Бюл. 2012 №13). Недостатками данного устройства являются:

- ступенчатое регулирование фазы и величины напряжения из-за конечного числа секций обмоток трансформаторов;

- из-за ступенчатого регулирования уравнительный ток будет протекать в цепях сети;

- переключение секций тиристорными ключами полупроводникового коммутатора в момент перехода напряжением через ноль не означает реального выключения тиристоров, поскольку тиристоры выключаются при нуле тока, а ток и напряжение сдвинуты по фазе относительно друг друга, включение следующего тиристорного ключа приведет к коммутационным броскам тока и перенапряжения;

- низкое быстродействие из-за необходимости создавать паузу между закрыванием одного ключа и открыванием другого.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор - регулятор напряжения переменного тока. Устройство содержит автотрансформатор, включающий: два сердечника (магнитопровода), две первичные обмотки, обмотку вторичную, две управляющие обмотки, два блока электронных регуляторов, блок управления, цепь обратной связи управления, потенциометр, (см. пат. РФ №2554712, МПК: G05F 1/00, «Стабилизатор -регулятор напряжения переменного тока» / Мишин Юрий Данилович, Сидоров Виктор Степанович, Репин Александр Юрьевич, Коваленко Владимир Васильевич, Ливийский Сергей Аликович // Бюл. 2015 №18).

Положительным свойством данного устройства являются:

- простота конструкции;

- высокая скорость реакции на изменения напряжения, т.е. практически мгновенное восстановление до необходимой величины;

- возможность плавного бесступенчатого регулирования.

Недостатками прототипа являются:

- отсутствие возможности регулирования фазы напряжения переменного тока;

- отсутствие контроля фазы и величины входного напряжения.

Раскрытие изобретения.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей стабилизатор - регулятора напряжения переменного тока и разработка стабилизатор - регулятор фазы и величины напряжения переменного тока:

- плавное, бесступенчатое регулирования величины выходного напряжения;

- плавное, бесступенчатое регулирования величины угла сдвига фазы выходного напряжения относительно входного;

- регулирование потоков активной и реактивной мощности в сети;

- повышение пропускной способности существующих линий и повышение динамической устойчивости энергетической системы;

- устранение коммутационных перерывов в электропитании;

- устранение коммутационных перенапряжений и бросков тока;

- исключение протекания уравнительных токов в сети.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к обеспечению:

- плавного, бесступенчатого регулирования величины выходного напряжения;

- плавного, бесступенчатого регулирования величины угла сдвига фазы выходного напряжения относительно входного;

- плавного регулирования потоков активной и реактивной мощности в сети;

- повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы;

- устранения коммутационных перерывов в электропитании;

- устранения коммутационных перенапряжений и бросков тока;

- исключения протекания уравнительных токов в линиях сети.

Технический результат достигается с помощью стабилизатора - регулятора фазы и величины напряжения переменного тока, содержащего трансформатор с двумя сердечниками, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, причем свободные выводы первичных обмоток, в которых один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом, обмотки регулирования величины напряжения и обмотки, коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному, выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети и соединен с внешним устройством управления.

Таким образом стабилизатор - регулятор фазы и величины напряжения переменного тока представляет собой устройство для изменения фазы и величины модуля входного напряжения переменного тока по автономному или внешнему управлению. Устройство включается последовательно в линию электропередачи сети в точке объединения в сеть с двухсторонним питанием. Стабилизатор - регулятор может использоваться в любых электрических сетях для гибкого регулирования потоков активной и реактивной мощности, повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы за счет плавного бесступенчатого регулирования как модуля так и фазы напряжения на выходе устройства относительно входа. Повышения бесперебойности электропитания гражданских и военных объектов при параллельной работе с промышленной сетью автономных электростанций и автономных сетей электростанций министерства обороны.

Для объектов с высокими требованиями бесперебойности электропитания применяют сети с двумя и более источниками питания. Токи нагрузок, подключенных в различных точках сети, создают падения напряжения на линейных проводах приводящие к изменению величины и смещению фазы напряжения. Это приводит к протеканию уравнительных токов в сети между источниками. Снижается пропускная мощность линий электропередач и отдаваемая мощность источников питания. Для устранения этого недостатка применяют фазосдвигающие устройства устанавливаемые в отдельных точках сети. Но из-за непрерывного изменения нагрузки также происходит непрерывная вариация величин фазы и напряжения. Фазосдвигающее устройство должно мгновенно реагировать на изменение этих двух величин и восстанавливать режим сети без уравнительных токов.

Для сдвига на требуемый угол напряжения одной из фаз обычно используется добавление к этому напряжению части линейного напряжения, сдвинутого на 90° градусов. При этом изменяется величина сдвинутого напряжения и требуется коррекция ее величины.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлен стабилизатор - регулятор фазы и величины напряжения, электрическая схема устройства регулирования одной фазы на примере фазы U.

На фиг. 2 то же, электрическая схема трехфазного стабилизатора - регулятора фаз и величин напряжений каждой фазы.

На фиг. 3 то же, диаграмма изменения фазы напряжения на выходе при неизменной величине.

На фиг. 4 то же, диаграмма изменения величины напряжения на выходе при неизменной фазе.

На фиг. 5 то же, диаграмма изменения фазы и величины напряжения на выходе.

Осуществление изобретения

Стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока (фиг. 1) подключен в электрической сети с двумя источниками 2 и 3 переменного тока и к устройству 4 внешнего управления. Рассмотрим подключения стабилизатора - регулятора 1для варианта регулирования в фазе (U-N). Стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения включает: сердечники (магнитопроводы) 5 и 6, первичные обмотки 7 и 8, расположенные на сердечниках 5 и 6 соответственно, обмотку 9 фазового сдвига напряжения на 90°, обмотки 10 и 11 коррекции фазового сдвига, электронные регуляторы 12, 13 обмоток коррекции 10 и 11 фазового сдвига, обмотки 14 и 15 управления величиной напряжения, сдвинутого на 90°, электронные регуляторы 16, 17 обмоток 14 и 15, цепи 18 обратной связи по входному напряжению, цепи 19 обратной связи по выходному напряжению, цепи 20 контроля величины тока в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазе, блок 21 управления электронными регуляторами 12 и 13, 16 и 17, выключателя 22 в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазы, трансформатора тока 23 в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазы.

Первичные обмотки 7, 8 соединены между собой последовательно встречно. Свободный конец обмотки 7 подключен к регулируемой фазе (U1-N) источника 2 (условно «вход»). Свободный конец обмотки 8 подключен через выключатель 22 и трансформатор тока 23 к фазе (U2-N) источника 3 (условно «выход»). В цепи первичных обмоток 7, 8 установлен коммутационный аппарат 22, включаемый после настройки стабилизатора - регулятора 1. Обмотка 9 фазового сдвига напряжения на 90° подключена к линейному напряжению (V1-W1) источника 2, сдвинутому относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) на 90°. Обмотка 10 коррекции фазового сдвига с электронным регулятором 12 подключена к фазному напряжению (V1-N) (с учетом коэффициента трансформации), сдвинутому на угол 120° вправо относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) источника 2. Обмотка 11 коррекции фазового сдвига с электронным регулятором 13 подключена к фазному напряжению (W1-N) (с учетом коэффициента трансформации) сдвинутому на угол 120° влево относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) источника 2. Таким образом коррекция фазового угла осуществляется напряжением с 120-градусным сдвигом. Блок управления 21 по обратной связи цепи 18 и по обратной связи цепи 19 определяет величины напряжений и фазовые углы регулируемой фазы (U-N) источников 2 и 3, а также фазовый угол между этими напряжениями источников 2 и 3. От трансформатора тока 23 по цепи 20 передается информация о суммарном токе в регулируемой фазе (U) (ток нагрузки и уравнительный ток). Обмотки 14, 15 с электронными регуляторами 16, 17 изменяют величину напряжения трансформируемого обмоткой 9 в обмотки 7 и 8 (с учетом коэффициента трансформации) и направление суммарного напряжения первичных обмоток 7 и 8.

Напряжение в обмотке 7 определяется геометрической суммой напряжений трансформируемых обмотками 9 и 10, а напряжение в обмотке 8 определяется геометрической суммой напряжений трансформируемых обмотками 9 и 11. Вносимое стабилизатором - регулятором 1 напряжение - добавка напряжения между источниками 2 и 3 определяется геометрической суммой напряжений первичных обмоток 7 и 8. Таким образом, напряжение на выходе определяются суммой векторов напряжений по выражениями:

где ±ΔVW±ΔV, ±ΔVW±ΔW - надбавки напряжения, создаваемые в первичных обмотках 7, 8 магнитными потоками обмоток 9, 10, 11, 14, 15.

Выражение 1 соответствует повороту вектора регулируемого напряжения U1 вправо (отставание), а по выражению 2 - влево (опережение).

Углы сдвига фаз и величины отклонений напряжений в реальных сетях изменяются в небольшом диапазоне. Однако уравнительные токи, создаваемые векторной разностью напряжений источников 2 и 3 могут достигать больших значений из-за низкого сопротивления Zл линий электропередач.

Использование при суммировании векторов надбавок напряжения фазового сдвига напряжения на 90° и напряжения коррекции фазового сдвига, угол между ними должен быть близким к 180° (в данном случае 120°). Выполнение этого условия позволяет создать наиболее оптимальный стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения.

Следует иметь в виду, что подключение стабилизатора - регулятора 1к нерегулируемым фазам возможно как к источнику 2, также и наоборот, к источнику 3.

Стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока может быть выполнен с трехфазным выходом. Стабилизатор - регулятор с трехфазным выходом (фиг. 2) реализуется из трех одинаковых устройств 1 с однофазным выходом. Верхнее устройство 1 регулирует фазу U, среднее 11 регулирует фазу V, а нижнее 111 регулирует фазу W. Как следует из фиг. 2 в трехфазном исполнении чередуются только подключения фаз сети устройств 1 со стороны источника 2 и источника 3, согласно таблице 1.

Примечание: В скобках дано ранее принятое в России обозначение фаз.

Внешнее устройство 4 управления при этом соединено со всеми тремя стабилизаторами - регуляторами 1, 11 и 111. Таким образом устройство может обеспечивать параллельную работу трехфазной сети как с однофазной, так и с трехфазной.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения сети со стороны источников 2 и 3 каждой из фаз могут отличаться как по фазе (углу сдвига ϕ), так и по величине напряжения. Поэтому соединение источников 2 и 3 в данной точке для параллельной работы напрямую недопустимо без дополнительного устройства стабилизатора - регулятора 1 фазы и величины напряжения переменного тока, обеспечивающего корректировку и стыковку параметров напряжений в точке соединения сетей. При подключении стабилизатора - регулятора 1 выбор источников 2 или 3 произвольный и не имеет принципиального значения.

Подключение стабилизатора - регулятора 1 к сети со стороны источника 2 входными зажимами, а к сети со стороны источника 3 выходными зажимами производится при выключенном коммутационном аппарате 22. Обратные связи 18, 19 производят замеры углов сдвига фаз и величины напряжения сети со стороны источников 2 и 3. Блок управления 21 производит настройку стабилизатора - регулятора 1 фазы и величины напряжения переменного тока. Настройка заключается в доведении выходных параметров напряжения (U2) стабилизатора - регулятора 1 до их равенства с параметрами напряжения сети со стороны источника 3. После этого производится включение коммутационного аппарата 22 и дальнейшая работа стабилизатора - регулятора 1 обеспечивает необходимый режим регулирования или стабилизации напряжения и тока в сети блоком управления 21 и внешним блоком управления 4. Включение коммутационного аппарата 22 может осуществляться вручную или автоматически блоком управления 21.

По выражениям (1, 2) для получения требуемого напряжения (U2) необходимо, чтобы сумма векторов надбавок напряжения (ΔVW+ΔV) или (ΔVW+ΔW) обеспечивала смещение напряжения (U1) на необходимый угол (ϕ) и обеспечивала необходимую величину напряжения (U2).

Ток обмотки 9 создает магнитные потоки в стержнях 5 и 6, величина которых определяется токами обмоток 14 и 15, задаваемых электронными регуляторами 16 и 17. При этом наводится напряжение в первичных обмотках 7, 8. Это напряжение в первичных обмотках 7, 8 является надбавками напряжения (ΔVW), которые имеют неизменный сдвиг по фазовому углу на ±90° относительно регулируемого напряжения (U1). При нулевых токах в обмотках 14, 15 в первичных обмотках 7, 8 наводятся равные по величине напряжения (ΔVW) но противоположно направленные. В результате изменения напряжения на выходе (U2) не происходит из-за встречного соединения первичных обмоток 7, 8. По команде блока управления 21 электронные регуляторы 16, 17 могут создавать независимо в обмотках 14, 15 различные по величине токи. Ток в обмотке 14, или 15 может достигать предельных значений, при которых магнитный поток, создаваемый обмоткой 9 в сердечнике 5 или 6 достигает нулевых значений. Происходит перераспределение магнитных потоков в сердечниках 5, 6. В одном сердечнике может уменьшается до нуля а в другом увеличиваться до максимального. При этом происходит изменение от нуля до максимальной величин напряжений (ΔVW) в первичных обмотках 7, 8, трансформируемых обмоткой 9. Нулевой баланс напряжений (ΔVW), то есть суммарное напряжение на первичных обмотках 7, 8 нарушается при неравенстве токов в обмотках 14, 15. Таким образом формируется регулируемая по величине и знаку надбавка напряжения (ΔVW), сдвинутая на ±90° относительно напряжения (U1).

В соответствии с направлением сдвига напряжения (U1) и величиной созданного напряжения (ΔVW) блок управления 21 подключает к процессу создания напряжения (U2) соответствующую обмотку 10 или 11 коррекции сдвига фазы.

Рассмотрим вторые составляющую надбавки напряжения (ΔV), (ΔW). Электронные регуляторы 12, 13 по команде блока управления 21 регулируют величину и направление тока в обмотках 10, 11 коррекции сдвига фазы. Эти токи наводят в сердечниках 5 или 6 соответственно дополнительные магнитные потоки, создающие в первичных обмотках 7, 8 напряжения (ΔV) или (ΔW). Напряжения (ΔV) или (ΔW) имеют постоянный фазовый сдвиг ±120° относительно напряжения (U1) и изменяются по величине и знаку. Эти напряжения дополнительно корректируют фазовый сдвиг результирующего напряжения в первичной обмотке 7 или 8. В результате на выходном конце первичной обмотки 8 создается напряжение (U2) необходимой величины, сдвинутое на требуемый угол относительно входного напряжения (U1) источника 2. После настройки стабилизатором - регулятором 1 фазы и величины напряжения переменного тока напряжения (U2) можно производить включение выключателя 22 для осуществления параллельной работы сетей обоих источников 2 и 3. Трансформатор тока 23 по обратной связи цепи 20 передает значение тока нагрузки на данном участке сети в блок управления 21. Фазовый угол, величина напряжения (U2) и тока нагрузи на участке сети могут также регулироваться по заданию устройства внешнего управления 4.

Рассмотрим режим работы стабилизатора - регулятора 1, когда величины напряжений сети (U1) и (U2) со стороны источников 2 и 3 равны, а углы сдвига фаз не совпадают. Несовпадение углов сдвига фаз может быть как с опережением, так и с отставанием. На фиг. 3 представлены оба возможных варианта работы стабилизатора - регулятора 1 в режимах опережения и отставания. Напряжение (U2) источника 3 отличается от напряжения (U1) источника 2 только по фазе (углу сдвига ϕ) с опережением или с отставанием. Концы векторов напряжений (U1) и (U2) будут находиться на одной окружности (пунктирная линия), так как величина напряжений одинакова.

В рассматриваемом режиме блок управления 21 настраивает стабилизатор-регулятор 1 в зависимости от необходимого направления смещения напряжения. Электронными регуляторами 12, 16 или 13, 17 обеспечивает равенство пар векторов надбавок напряжений (-ΔVW) и (ΔV) при сдвиге вправо или (ΔVW) и (ΔW) при сдвиге влево. Геометрическая сумма этих пар векторов надбавок обеспечивает соответствующий сдвиг напряжения (U1). Концы векторов напряжений (U1) и (U2), (-U2) расположены на одной окружности, так как их величины равны. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.

Возможен другой вариант соотношений напряжений источников 2 и 3. Напряжения (U1) и (U2) совпадают по фазе, но при этом не равны по величине. Предположим, что напряжение (U1) меньше напряжения (U2). В этом случае настройка стабилизатора-регулятора 1 может быть выполнена двумя равноценными путями.

Один путь - это использование пары обмоток 10, 14 с электронными регуляторами 12, 16, которые создают векторные надбавки напряжения (-ΔVW) И (-ΔV).

Второй путь - использование обмоток 11, 15 с соответствующими им электронными регуляторами 13, 17, которые создают векторные надбавки напряжения (ΔVW) и (-ΔW). На фиг. 4 представлены оба варианта получения стабилизатором-регулятором 1 напряжения (U2) без изменения фазового угла сдвига напряжения (U1). В этом случае электронными регуляторами 12, 13 изменяется направление тока в обмотках 10, 11 на противоположное. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.

Более общим является режим электрической сети, когда напряжения источников 2 и 3 (U1) и (U2) отличается как по величине, так и по фазе. Рассмотрим работу стабилизатора - регулятора 1 в режиме изменения величины и фазового сдвига напряжения (U1) для получения требуемого напряжения (U2) на выходе. Работу стабилизатора - регулятора 1 в этом режиме иллюстрирует фиг. 5. Для примера представлены два варианта меньшего напряжения (U2) при сдвиге вправо (отставание) и большего напряжения (U2) при сдвиге влево (опережение). Пунктирные линии большей и меньшей окружности показывают различие величин напряжения (U1) и (U2). В этом случае блок управления 21 осуществляет управление электронными регуляторами 12, 13, и 16, 17 по более сложному алгоритму.

Рассмотрим режим сдвига с опережением и увеличением напряжения (U1), это выполняется векторной надбавкой напряжения (ΔVW+ΔW).

Электронный регулятор 16 создает в обмотке 14 небольшой противодействующий ток, за счет этого величина трансформируемого напряжения обмоткой 9 в обмотку 7 (ΔVW) большая и создает максимальный сдвиг 90°. Электронный регулятор 13 создает в обмотке 11 небольшое напряжение фазовой коррекции, трансформирующее надбавку напряжения в обмотку 8 (ΔW). В результате векторного суммирования получаем напряжение (- U2). Аналогично можно проанализировать работу стабилизатора - регулятора 1 при уменьшении величины напряжения источника 2 и фазового сдвига вправо. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.

Как видно из фиг. 5, при одновременном сдвиге и изменении величины напряжения (U1) действие обмоток 14, 15 надбавки с 90° сдвигом и действие обмоток 10, 11 коррекции фазового сдвига различно.

Исходя из вышерассмотренных примеров показано, что стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока выполняет две функции а именно: и стабилизацию, и регулирование. Стабилизация и регулирование производятся без переключения частей обмоток трансформатора, то есть плавно. Следовательно, устраняются коммутационные перерывы в электропитании и устраняются коммутационные перенапряжения и броски тока за счет отсутствия переключений. Эта необходимость обусловлена особенностями нагрузок в сети, а именно непрерывным ее изменением во времени. Поэтому стабилизатор - регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока обеспечивает решение нескольких проблемных задач.

Первая задача: не допустить перегрузки любого из источников питания 2, 3. Вторая - обеспечить отклонения напряжения на нагрузках в пределах допусков ГОСТ. Третья - регулировать токи в сети с целью минимизации потерь мощности и энергии. Четвертая - улучшить регулирование режимов нагрузки в сетях энергосистемы. Пятая - обеспечить рациональный режим параллельной работы источников 2, 3 питания электрически удаленных от точек подключения нагрузок. Шестая - исключить режим работы сети с протеканием уравнительных токов между источниками 2, 3, тем самым повысить пропускную способность существующих линий и повысить динамическую устойчивость энергетической системы. Эти задачи также обеспечиваются и согласованным управлением блоком управления 21 и внешним устройством управления 4.

Была проведена экспериментальная проверка работы заявляемого стабилизатора - регулятора 1 напряжения. Сердечники магнитопроводов

- плавное, бесступенчатое регулирования потоков активной и реактивной мощности;

- повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы за счет плавного регулирования фазы и величины напряжения;

- увеличение энергетической эффективности системы за счет оптимального распределения потребляемой реактивной мощности;

- исключение протекания уравнительных токов в сети;

- устранения коммутационных перерывов в электропитании;

- устранения коммутационных перенапряжений и бросков тока.

Стабилизатор-регулятор фазы и величины напряжения переменного тока, содержащий многообмоточный трансформатор, электронные регуляторы, устройство управления, отличающийся тем, что трансформатор содержит два сердечника, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, причем свободные выводы первичных обмоток: один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель - с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом, обмотки регулирования величины напряжения и обмотки коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному и выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети, и соединены с внешним устройством управления.



 

Похожие патенты:

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

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение бесперебойного экономичного электроснабжения информационно-вычислительных средств, аппаратуры навигации, системы связи и передачи данных, приводов исполнительных механизмов.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается устройство отбора мощности из полуволновой линии электропередачи, в средней части которой ток практически не изменяется.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу передачи электрической энергии трехфазного тока по двухпроводной линии. Устройство содержит трехфазный повышающий трансформатор, первичные обмотки которого соединены с питающей сетью, а вторичные подключены к преобразователю электрической энергии, соединенному с передающей двухпроводной линией, к которой подключены первичные обмотки трехфазного понижающего трансформатора, вторичные обмотки которого соединены с преобразователем электрической энергии, от которого питается трехфазная приемная сеть.

Изобретение относится к управлению распределением электрической энергии в регионе распределения энергии. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам электроснабжения с резервированием источника при помощи аккумуляторной батареи, и может быть использовано для электропитания подвижных комплексов, оснащенных бортовым вычислительным комплексом, связанным с периферийной аппаратурой различного функционального назначения.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения военной и специальной техники и может быть использовано в наземных подвижных комплексах вооружений, в частности в мобильных комплексах топопривязки, на базе шасси специальных транспортных средств.

Изобретение относится к системам резервного энергоснабжения. .

Изобретение относится к схемам главных и распределительных сетей переменного тока, а именно служит для соединения сетей одной и той же частоты, питаемых от разных источников.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам регулирования напряжения и передаваемой мощности в электрических распределительных сетях переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сетях электроснабжения. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам стабилизации тока мощных преобразовательных подстанций алюминиевой промышленности. .

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для экономии ресурсов и электроэнергии, а также для обеспечения электромагнитной совместимости с питающей сетью при создании систем питания электроустановок постоянным током.

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для широкодиапазонного и мелкоступенчатого регулирования напряжения под нагрузкой.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесконтактного регулирования напряжения под нагрузкой. .

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, в частности к устройствам, обеспечивающим качество работы замкнутых трехфазных сетей и сетей с двухсторонним питанием. Технический результат, который достигается с помощью изобретения: бесступенчатое регулирование величины выходного напряжения. Технический результат достигается с помощью стабилизатора-регулятора фазы и величины напряжения переменного тока, содержащего трансформатор с двумя сердечниками, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, свободные выводы первичных обмоток: один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель - с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом; обмотки регулирования величины напряжения и обмотки коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному и выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети, и соединены с внешним устройством управления. Трехфазный стабилизатор-регулятор фаз и величин напряжений переменного тока выполняется из трех одинаковых устройств. 5 ил., 1 табл.

Наверх