Стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства з утилізацією енергії втрат

 

Пропоноване технічне рішення відноситься до електротехніки, зокрема до електроенергетичним системам, і може бути використане для стабілізації напруги живлення споживачів трансформаторних підстанцій промислових та агропромислових підприємств, що передбачають підключення електронагрівачів для додаткового обігріву приміщень, нагрівання води тощо, а також об'єктів м'ясомолочної і харчової промисловості, в технологічних процесах яких потрібна безперервна подача пари.

Відомий стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства з утилізацією енергії втрат, який включений на стороні високої напруги силових трансформаторів (патент РФ на винахід №2178232, Н02М 5/257, G05F 1/30, 2002, Бюл. №1).

Він містить силовий і вольтододаточного трансформатори, первинні обмотки яких з'єднані послідовно і підключені до мережі, трифазний ключ, включений у рассічку зірки вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора, інші висновки якої підключені до вихідних затискачів трансформаторної підстанції або до затискачів навантаження, основний електронагрівач, що входить до складу навантаження, і додатковий електронагрівач, шунтувати �иристор або IGBT-транзистор. При зміні тривалості проводить стану трифазного ключа пристрій забезпечує плавне регулювання напруги на вході трансформаторної підстанції і у споживачів вгору і вниз відносно номінального значення за рахунок плавного регулювання на 180 град фази магнітного потоку і разом з ним ЕРС вольтододаточного трансформатора, що працює в режимі подвійного живлення. При цьому втрати, які могли б виникнути від нестабільного (підвищеного) напруги в силовому трансформаторі і у споживачів, виносяться на додатковий електронагрівач (утилізуються).

До недоліків даного технічного рішення слід віднести зниження жорсткості зовнішньої характеристики стабілізатора і підвищення спотворень напруги і струму при розширенні діапазону регулювання за рахунок збільшення коефіцієнта трансформації вольтододаточного трансформатора та/або опору додаткового електронагрівача. Це в свою чергу погіршує енергетичні показники підстанції та динамічні властивості стабілізатора при різких змінах напруги в мережі, величини та характеру навантаження.

Відомий також стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства з утилототип.

Він містить таку ж трансформаторне та електронне обладнання, як і попередній аналог, але включений на вході групи трансформаторних підстанцій підприємства і тому має поліпшені масогабаритні показники вольтододаточного обладнання і не вносить спотворення струму в силовий трансформатор основний підстанції підприємства, так як вторинна обмотка вольтододаточного трансформатора з блоком реостатно-імпульсного регулювання підключена до виходу іншої підстанції підприємства.

Однак і цього стабілізатора властиві недоліки, до яких слід віднести зниження жорсткості зовнішньої характеристики стабілізатора і підвищення спотворень напруги споживачів та струму мережі при розширенні діапазону регулювання за рахунок збільшення коефіцієнта трансформації вольтододаточного трансформатора та/або опору додаткового електронагрівача. Це в свою чергу погіршує енергетичні показники підстанції та динамічні властивості стабілізатора при різких змінах напруги в мережі, величини та характеру навантаження.

Крім цього, пристрій, плавно регулюючи напругу верх і вниз щодо номінального рівня, створює найбільші спотворення власне системи енергопостачання підприємства за рахунок повного усунення спотворень напруги і струму при номінальній напрузі в мережі і дворазового їх зменшення в процесі стабілізації напруги у споживачів при відхиленнях напруги в мережі вгору і вниз відносно його номінального значення, а також поліпшення динамічних властивостей стабілізатора внаслідок підвищення жорсткості зовнішньої характеристики за рахунок зниження глибини модуляції додаткового напруги у два рази.

Технічний результат від вирішення поставленого завдання полягає в раціональному енергоспоживанні внаслідок поліпшення якості напруги і струму на вході і виході трансформаторних підстанцій та зниження у зв'язку з цим втрат у споживачів, в силових трансформаторах і в мережі, а також поліпшення форми напруги живлення споживачів і підвищення точності і швидкодії підтримання його на заданому рівні внаслідок істотного зменшення глибини модуляції додаткового напруги.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що введений додатковий електронагрівач, підключений до діагоналі трифазного діодного моста, і другий ключ, управляючий вхід якого підключений до другого виходу системи управління, при цьому додатковий електронагрівач виконаний з двох послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів, паралельно одному з яких підключений другий ключ, а система управління виконана з можливістю формування керуючих імпульсів на першому та другому�мутації, причому спочатку на другому виході при зміні сигналу керування на її вході від максимального від'ємного значення до нуля, а потім на першому виході при зміні сигналу керування на її вході від нуля до максимального позитивного значення.

Крім цього, вирішується завдання спрощення реалізації пристрою.

Рішення цієї додаткової завдання досягається тим, як послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів додаткового електронагрівача використовують частину електронагрівальних елементів від електронагрівача іншого поблизу розташованого підприємства.

Стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства представлений на фіг.1. Він містить силовий трансформатор 1 основний підстанції, вольтододаточного трансформатор 2, перший ключ 3 і другий ключ 4 з загальної для них системою управління 5, датчик відхилення напруги навантаження 6, основний електронагрівач 7, додатковий електронагрівач 8, що містить два послідовно сполучених електронагрівальних елемента, мережа 9 і навантаження 10, до якої відносяться найбільш критичні до якості напруги споживачі, трифазний діодний міст 11, а також силовий трансформатор 12 іншого

Елементи пристрою з'єднані наступним чином.

Первинні обмотки силових трансформаторів 1 і 12 підстанцій підприємства з'єднані паралельно і через первинну обмотку вольтододавального трансформатора 2 підключені до мережі 9. Вторинна обмотка силового трансформатора 1 з'єднана в зірку з нульовим проводом і підключена до навантаження 10, до складу якої входять найбільш критичні до якості напруги споживачі. Вхід датчика відхилення напруги 6 підключений до навантаження 10, а його вихід - до керуючого входу системи управління 5 першим і другим ключами 3 і 4. Одні висновки вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора 2 підключені до вторинної обмотки силового трансформатора 12 іншого найменш завантажену підстанції, має менш критичні до якості напруги споживачі, названі навантаженням 13, до складу якої входить основний електронагрівач 7, а інші виводи вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора 2 підключені до трифазного диодному мосту 11, діагональ якого включений перший трифазний ключ 3 і додатковий електронагрівач 8, виконаний з двох послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів, до одного з яких, наприклад другого, подена як асинхронної, так і синхронізованою з мережею 9.

Підготовка пристрою до роботи полягає в вивченні системи електропостачання підприємства і, з урахуванням його особливостей, у виборі параметрів стабілізатора і налаштування наступних рівнів напруги:

- максимальна вольтодобавки задається коефіцієнтом трансформації вольтододаточного трансформатора 2 і при мінімальному напрузі в мережі 9 і номінальної навантаженні 10 і 13 забезпечує номінальне напруга у споживачів підприємства. Рівень максимальної вольтодобавки задається при безперервно включеному першому ключі 3;

- проміжний (номінальний) рівень напруги пристрою задається опором першого електронагрівального елемента додаткового електронагрівача 8 і характеризується тим, що при номінальній напрузі в мережі 9 і номінальної навантаженні 10 і 13 забезпечує номінальне напруга у споживачів підприємства. Він задається при повністю вимкненому першому ключі 3 і безперервно включеному другому ключі 4;

- максимальна вольтоотбавка визначається сумарним опором першого і другого електронагрівальних елементів додаткового електронагрівача 8 і при максимальній напрузі в мережі 9 і номінальної на�оотбавки задається при повністю вимкнені першому і другому ключах 3 і 4.

Пристрій, представлене на фіг.1, працює наступним чином.

При максимально зниженій напрузі в мережі 9 система управління 5 подає безперервні керуючі імпульси на перший і другий ключі 3 і 4, включається тільки перший ключ 3, який через трифазний діодний міст 11 з'єднує вторинну обмотку вольтододавального трансформатора 2 в зірку. Вольтододаточного трансформатор 2 підвищує напругу на вході силових трансформаторів 1, 12 та на їх навантаженнях 10, 13 до заданого, наприклад номінального, рівня за рахунок наведення на первинній обмотці вольтододаточного трансформатора 2 ЕРС, синфазних з напругою навантаження 13. У цьому режимі додатковий електронагрівач 8, його елементи і другий ключ 4 закорочені першим ключам 3 і, отже, знеструмлені, тобто вимкнено.

При підвищенні напруги в мережі 9 від максимально зниженого до номінального пристрій зменшує тривалість проводить стану першого ключа 3 від періоду комутації до нуля, і на інтервалах його бестоковой пауз включається другий ключ 4, вводячи в ланцюг вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора 2 опір першого електронагрівального елемента додаткового електронагрівача 8. При цьому рації від максимального до проміжного рівня.

При подальшому підвищенні напруги в мережі 9 від номінального до максимально низького рівня пристрій при вимкненому першому трифазному ключі 3 зменшує тривалість проводить стану другого трифазного ключа 4 від періоду комутації до нуля і на інтервалах його бестоковой пауз вводить в ланцюг вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора 2 сумарний опір першого та другого електронагрівальних елементів додаткового електронагрівача 8. Таким чином, в колі вторинної обмотки вольтододаточного трансформатора 2 з частотою комутації чергується включення одного, двох опорів. При цьому відбувається плавне зменшення напруги вольтодобавки у другому поддиапазоне від проміжного до мінімального рівня.

Додатковий нагрівальний елемент 8 в режимі повної вольтоотбавки обмежує дросельний режим вольтододаточного трансформатора 2 і виконує роль захисту напівпровідникових ключів 3 і 4 від перенапруг.

Найбільш раціональною сферою застосування є молокозаводи, м'ясокомбінати з двох - і трехтрансформаторними підстанціями, у виробництві яких використовуються імпортні автоматичні лінії, що вимагають високого статусу і матеріа�зводства гарячої води і пари. Пристрій може також знайти застосування на птахофабриках, молочно-товарних і тваринницьких фермах, в енергосистемах селищ ліспромгоспів, на підприємствах з виробництва безалкогольних напоїв.

1. Стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства з утилізацією енергії втрат, до складу споживачів якого входить основний електронагрівач, що містить вольтододаточного трансформатор, первинна обмотка якого одними висновками підключена до мережі, а іншими - до первинних обмотках всіх силових трансформаторів підстанцій підприємства, вторинна обмотка вольтододаточного трансформатора одними висновками підключена до трифазного диодному мосту з першим ключем до його діагоналі, а іншими - до основного электронагревателю і до вторинної обмотки силового трансформатора додаткової підстанції, призначена для власних потреб підприємства, при цьому керуючий вхід першого ключа підключений до першого виходу системи управління, а вхід системи управління через датчик відхилення напруги підключений до вторинної обмотки силового трансформатора основний підстанції, що живить найбільш відповідальні споживачі підприємства, що відрізняється тим, що введено допощий вхід якого підключений до другого виходу системи управління, при цьому додатковий електронагрівач виконаний з двох послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів, паралельно одному з яких підключений другий ключ, а система управління виконана з можливістю формування керуючих імпульсів на першому та другому виходах і в процесі зниження напруги почергового регулювання їх тривалості від нуля до періоду комутації, причому спочатку на другому виході при зміні сигналу керування на її вході від максимального від'ємного значення до нуля, а потім на першому виході при зміні сигналу керування на її вході від нуля до максимального позитивного значення.

2. Стабілізатор напруги по п. 1, який відрізняється тим, що в якості послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів додаткового електронагрівача використовують частину електронагрівальних елементів від електронагрівача іншого поблизу розташованого підприємства.



 

Схожі патенти:

Система управління

Винахід відноситься, зокрема, до центрального пристрою (110) для системи (100) управління для керування системою (10) передачі енергії, має генератори (30-32) енергії і споживачі (40-45) енергії, причому центральне пристрій виконано з можливістю, на основі поточного та/або прогнозованого споживання енергії, визначати, яку кількість енергії має генеруватися генераторами енергії. Згідно з винаходом передбачено, що щонайменше однієї часткової групі (Т1, Т2, Т3) підключених до системи передачі енергії споживачів енергії виділена індивідуальна ширина (Е1±ΔЕ1, Е2±ΔЕ2, Е3±ΔЕ3) смуги енергії, яка вказує, якою мірою повне споживання енергії часткової групи можна імовірно підвищити і/або знизити, і центральне пристрій виконано з можливістю, з урахуванням режиму генерації енергії генераторів енергії та індивідуальних ширина смуги часткової групи, визначати оптимальне заданий споживання (Es1, Es2, Es3) енергії, лежить у межах індивідуальної ширини смуги енергії, якого повинна досягати часткова група у сумі, і генерувати керуючий сигнал, який вказує заданий споживання енергії. Технічний результат - забезпечення під�

Стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємства

Стабілізатор напруги трансформаторних підстанцій підприємств відноситься до електротехніки, зокрема до електроенергетичним системам, і може бути використаний для стабілізації напруги живлення споживачів трансформаторних підстанцій промислових та агропромислових підприємств, що передбачають підключення електронагрівачів для додаткового обігріву приміщень, нагрівання води тощо, а також об'єктів м'ясомолочної і харчової промисловості, в технологічних процесах яких потрібна безперервна подача пара. Стабілізатор трифазного напруги містить вольтододаточного трансформатор і два трифазних ключа з загальною системою управління. Первинні обмотки силових трансформаторів основної та допоміжної підстанцій підприємства підключені до мережі через первинну обмотку вольтододавального трансформатора, вторинні обмотки силових трансформаторів цих підстанцій підключені до споживачів підприємства, а вторинна обмотка вольтододаточного трансформатора одними висновками підключена до додаткового электронагревателю і до першого трифазного ключу, а іншими до вторинної обмотки силового трансформатора допоміжної підстанції, призначеної для снагреватель виконаний з двох послідовно з'єднаних електронагрівальних елементів, до точок з'єднання яких підключений другий трифазний ключ, а система управління виконана з можливістю формування керуючих імпульсів для першого і другого трифазних ключів і почергового регулювання їх тривалості від періоду комутації до нуля, причому спочатку у першого ключа при зміні сигналу управління від максимального позитивного значення до нуля, а потім у другого ключа при зміні сигналу управління від нуля до максимального від'ємного значення, при цьому сигнал керування надходить на систему управління з входу датчика відхилення вихідної напруги основної підстанції, що живить найбільш відповідальні споживачі підприємства. Технічний результат від вирішення поставленого завдання полягає в раціональному енергоспоживанні внаслідок поліпшення якості напруги і струму на вході і виході трансформаторних підстанцій та зниження у зв'язку з цим втрат, а також поліпшення форми напруги живлення споживачів і підвищення точності і швидкодії підтримання його на заданому рівні внаслідок істотного зменшення глибини модуляції додаткового напруги. 3 з.п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб і пристрій керування електричною системою для подачі потужності/електричного струму до розетки для пасажирів літального апарату

Винахід відноситься до способу і пристрою керування електричною системою для подання електричного струму до розетки для пасажирів літального апарату. Технічний результат полягає в забезпеченні можливості електроживлення великого числа споживачів в умовах обмеженої електричної потужності. Спосіб містить етапи: встановлення максимального електричного струму, що подається в розетки; циклічного виявлення електричного струму, споживаного розетками; якщо електричний струм, споживаний розетками, вище, ніж максимальний електричний струм, відключення однієї або більше від розеток електроживлення до тих пір, поки електричний струм, споживаний розетками, не стане нижче, ніж максимальний електричний струм; електричний струм, споживаний розетками, помітно нижче, ніж максимальний електричний струм, повторного підключення однієї чи більше до розеток електроживлення до тих пір, поки електричний струм, споживаний розетками, не стане близьким до максимального електричного струму; і періодичного варіювання розеток, підключених/відключених до/від електроживлення, так, що кожна розетка підключено до електроживлення протягом першого періоду часу (Ton) і відключення�

Допоміжний пристрій подачі енергії побутових електроприладів, використовує інтелектуальну мережу

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане у допоміжному пристрої подачі енергії побутових електроприладів, використовує інтелектуальну мережу. Технічним результатом є скорочення втрат електроенергії та екологічні забруднення при виробленні електроенергії. Винахід пов'язано з мережею подачі енергії, яка містить: вимірювальний пристрій, що здійснює двосторонню зв'язок з джерелом енергії та вимірює і відображає інформацію щодо енергії в режимі реального часу; і пристрій управління електроенергією, яке підключено до вимірювального пристрою і подає електрику побутових електроприладів на основі інформації по енергії, що надається з зовнішньої сторони. Таким чином, винахід заряджається за допомогою джерела енергії, має інформацію по відносно невеликій вартості, і вибірково пов'язано з побутовими електроприладами так, що заряджене електрика може бути використане як джерело робочої енергії. Згідно з винаходом, побутові електроприлади можуть бути використані при меншій вартості. 2 н і 13 з.п. ф-ли, 10 іл.

Пристрій лімітування споживаної потужності, спосіб лімітування споживаної потужності

Використання: в області електротехніки. Технічний результат - забезпечення можливості підключення обладнання, що перевищує ліміт установленої потужності без модернізації електричної мережі. Пристрій лімітування споживаної потужності складається з керуючого блоку, що містить: вхідну лінію, вихідну лінію, датчик струму, розташований на електричному введенні в будівлю або приміщення, порогове пристрій, логічний процесор, передавач команд дистанційного керування, індикаторні світлодіоди, і одного або декількох інверторних блоків, розташованих у точках підключення кінцевих навантажень до внутрішньої електромережі, кожен з яких містить: вхідну лінію, перемикач навантаження, акумулятор, зарядний пристрій, інвертор, схему управління, приймач команд дистанційного керування, при цьому взаємодія керуючого блоку з інверторними блоками здійснюється з допомогою команд дистанційного керування. 3 н. і 10 з.п. ф-ли, 8 іл.

Енергозберігаюча система і спосіб економії енергії

Використання: в області електротехніки. Технічний результат - згладжування пульсацій у комунальній електричної мережі. Спосіб полягає в тому, що енергоспоживаючі пристрої виконані з можливістю роботи в діапазоні значень фізичного параметра, обмеженому мінімальним і максимальним значеннями фізичного параметра, при цьому беруть команди від керуючого пристрою або на зменшення споживання енергії, або на збільшення споживання енергії, та здійснюють зменшення або збільшення споживання енергії шляхом зміни значення фізичною параметра так, що кожне энергонотребляющее пристрій, що працює у режимі збільшення значення свого фізичного параметра, при отриманні команди на зменшення енергоспоживання припиняє збільшення значення свого фізичного параметра, а кожне енергоспоживаюче пристрій, що працює в режимі зменшення значення свого фізичного параметра, при отриманні команди на збільшення енергоспоживання, починає збільшення своєю фізичного параметра. 2 н. і 7 з.п. ф-ли, 7 іл.

Збереження напруги з використанням розвиненої вимірювальної інфраструктури та централізоване керування напругою підстанції

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в енергосистемах

Інтелектуальний джерело живлення з можливістю ступінчастою навантаження

Винахід відноситься до джерел живлення, які забезпечують потужність для змінних навантажень і живляться від енергорозподільчих систем, що мають яку-небудь форму обмеження потужності, зокрема до системи електропостачання, що містить внутрішні електронні схеми, які контролюють вхідна напруга з метою визначення, коли можна здійснювати запуск, керують витратою енергії під час запуску і контролюють вихідна напруга і режим системи з метою визначення, коли слід збільшити або зменшити потужність, що підводиться до одного обраного компонента з безлічі несуть навантаження компонентів мережі

Тиристорний регулятор змінної напруги

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано в якості регулюючого органу стабілізаторів напруги, до форми вихідної напруги яких пред'являються підвищені вимоги. Технічний результат - підвищення надійності і спрощення алгоритму управління. Тиристорний регулятор змінної напруги містить трансформатор, вторинна обмотка якого підключена між затискачами мережі та навантаження, блок управління, що складається з трансформатора управління, джерела живлення, синхронізованого широтно-імпульсного модулятора і вихідних каскадів, і чотири ланцюжка, кожна з яких складена з тиристора з відтинає діодом, які з'єднані за мостовою схемою. Одна діагональ моста відсікають діодами пов'язана з затискачами мережі, а інша, утворена зустрічно-включеними тиристорами, через датчик струму з'єднана з первинною обмоткою трансформатора. Кожна ланцюжок зашунтирована антипараллельним керованим вентилем. Між однойменними виводами тиристорів діагоналі мережі встановлені комутуючі конденсатори, а датчик струму виходом з'єднаний з блоком управління. За регулювальним властивостям такий тиристорний регулятор наближається до пристроїв н�ише надійність. 3 іл.

Стабілізатор змінної напруги з елементами захисту та резервування (варіанти)

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для електроживлення електротехнічної апаратури, освітлювальних мереж, систем зв'язку, автоматики і телемеханіки, житлових і громадських будівель з метою оптимізації роботи електрообладнання та енергозбереження

Регулятор-стабілізатор змінного струму

Винахід відноситься до області силової перетворювальної техніки і може бути використаний в тих випадках застосування, де потрібно розширений діапазон регулювання вихідної напруги (зі стабілізацією струму при декількох заданих його значеннях) і гарні показники щодо електромагнітної сумісності (ЕМС)

Високоточний електронний регулятор напруги змінного струму

Винахід відноситься до електротехніки, а саме до регуляторів (стабілізаторів) напруги змінного струму, і призначається для використання в системах електропостачання для стабілізації однофазного джерела напруги електроенергії змінного струму і пристроях, де виникає необхідність точного регулювання напруги

Стабілізатор змінної напруги

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в пристроях електроживлення, зокрема у стабілізатори змінної напруги

Стабілізатор змінної напруги

Винахід відноситься до області електротехніки, більш точно стабілізації змінної напруги

Трифазний стабілізатор напруги

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використане для електропостачання житлових будівель і промислових установок

Спосіб регулювання трифазного напруги і частоти з проміжним перетворенням електроенергії

Винахід відноситься до перетворювальної техніки і може бути використаний для плавного регулювання напруги і частоти на виході трехфазно-трифазного перетворювача частоти з многообмоточним трансформатором в ланці підвищеної частоти
Up!