PL182200B1 - Układ do regulacji napięcia w sieciach niskiego napięcia - Google Patents

Abstract

1. Układ do regulacji napięcia fazowego w sieciach niskiego napięcia składający się z urządzenia do przetwarzania energii o pewnym napięciu na energię o innym napięciu, zblokuwykonawczego oraz z bloku sterowania, znamienny tym, że urządzenie do przetwarzania energii stanowi transformator (1), którego uzwojenie (Zj) pierwotne jest wpięte równolegle pomiędzy przewód (L) fazowy a przewód (N) neutralny sieci niskiego napięcia, a uzwojenie (Z2) wtórne jest wpięte szeregowo w przewód (L) fazowy, natomiast blok (2) wykonawczy układu zawiera parę łączników (Łj i Ł2), z którychjeden łącznik (Łi)jest wpięty w szereg z uzwojeniem (Zi) pierwotnym transformatora (1), a drugi łącznik (Ł2)jestwpięty równolegle do uzwojenia (Z2) wtórnego transformatora (1), oraz że blok (3) sterowania jest połączony na wejściu z przewodem (L) fazowym sieci niskiego napięcia, a na wyjściu z blokiem (2) wykonawczym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do regulacji napięcia w sieciach niskiego napięcia mający zastosowanie w energetyce.

W sytuacji wzrostu zapotrzebowania mocy przez odbiorców indywidualnych i drobny przemysł oraz budowy nowych osiedli występuje często problem braku technicznych możliwości przyłączenia nowych odbiorców energii, spowodowany nadmiernym spadkiem napięcia.

Dotychczas spadki napięcia w sieci likwiduje się poprzez: rozcięcie i skrócenie obwodów niskiego napięcia oraz budowę nowej stacji transformatorowej, budowę zasilaczy kablowych, zwiększenie przekrojów przewodów oraz przez instalowanie w sieci autotransformatorów.

Znany jest do tego celu układ automatycznego stabilizatora napięcia duńskiej firmy Axel Akerman, będącego w ofercie Elektrimu SA, który zaopatrzony jest w autotransformator z bezstopniowym zaczepem na wałkach węglowych, umożliwiający płynną regulację napięcia. Zmiany położenia zaczepu odbywają się poprzez serwomotor, sterowany z bloku sterowania.

Uzwojenia pierwotne i wtórne autotransformatora są wpięte równolegle do sieci, pomiędzy przewód fazowy i neutralny.

Rozwiązania związane z budową nowych stacji, budową zasilaczy kablowych czy zwiększenie przekrojów przewodów sąrozwiązaniami kosztownymi i czasochłonnymi, dlatego też w sytuacji kiedy zachodzi potrzeba szybkiego lub czasowego przyłączenia odbiorców do sieci niskiego napięcia, w której istnieją spadki napięcia, rozwiązania te są nieopłacalnymi.

Natomiast zastosowanie autotransformatorów o stałej lub regulowanej przekładni wymaga dodatkowej konstrukcji dla ich zabudowy, z uwagi na ich znaczny ciężar i związane z tym gabaryty.

W układzie według wynalazku urządzeniem do przetwarzania energii jest transformator, którego uzwojenie pierwotne jest wpięte równolegle pomiędzy przewód fazowy, a przewód neutralny sieci niskiego napięcia, natomiast uzwojenie wtórne jest wpięte szeregowo w przewód fazowy'.

182 200

Blok wykonawczy układu zawiera parę łączników, z których jeden łącznik jest wpięty w szereg z uzwojeniem pierwotnym transformatora, a drugi łącznik jest wpięty równolegle do uzwojenia wtórnego transformatora.

Blok sterowania jest połączony na wejściu z przewodem fazowym sieci niskiego napięcia, a na wyjściu z łącznikami bloku wykonawczego.

W celu uzyskania wielostopniowej regulacji napięcia, układ zawiera co najmniej dwa transformatory, których uzwojenia wtórne są połączone szeregowo, a ilość par łączników w bloku wykonawczym jest równa ilości transformatorów.

Korzystnie jest gdy w miejsce szeregowo połączonych transformatorów zastosuje się transformator z odczepami, przy czym ilość łączników bloku wykonawczego, po stronie pierwotnej transformatora jest równa ilości odczepów.

Dodatkową korzyścią jest gdy w miejsce łączników usytuowanych po stronie pierwotnej transformatora z odczepami, zastosuje się przełącznik ślizgowy.

Układ według wynalazku charakteryzuje się prostym oraz ekonomicznym rozwiązaniem, czynnie reagującym na obniżenie napięcia w sieci, które pozwala przesunąć w czasie lub całkowicie zastąpić budowę stacji transformatorowej czy budowę zasilacza kablowego.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ w stanie gdy napięcie sieci jest większe od napięcia zadanego, fig. 2 układ w stanie gdy napięcie sieci jest mniejsze od napięcia zadanego, fig. 3 układ z co najmniej dwoma transformatorami, a fig. 4 układ z zastosowaniem transformatora z odczepami.

Układ składa się z transformatora 1, bloku 2 wykonawczego i bloku 3 sterowania.

Uzwojenie Z, pierwotne transformatora 1 jest wpięte równolegle pomiędzy przewód fazowy L, a przewód neutralny N sieci niskiego napięcia, natomiast uzwojenie Z2 wtórne jest wpięte szeregowo w przewód L fazowy.

Blok 2 wykonawczy układu zawiera parę łączników Ł1 i Ł₂, z których jeden łącznik Ł1 jest połączony szeregowo z uzwojeniem Z1 pierwotnym transformatora 1, a drugi łącznik Ł₂ jest wpięty równolegle do uzwojenia Z2 wtórnego transformatora 1.

Łącznikami Ł1 i Ł₂ mogą być styczniki, przekaźniki, tyrystory, triaki, tranzystory, łączniki próżniowe.

Blok 3 sterowaniajest połączony na wejściu z przewodem L fazowym sieci niskiego napięcia, a na wyjściu z łącznikami Łj i Ł₂ bloku 2 wykonawczego.

Układ można instalować na każdej fazie sieci niskiego napięcia, przy czym dla uzyskania wielostopniowej regulacji napięcia, układ zawiera co najmniej dwa transformatory połączone szeregowo, których uzwojenia Z2 wtórne są połączone szeregowo, a ilość par Ł1 i Ł2 łączników jest równa ilości transformatorów 1.

Korzystnie jest gdy w miejsce szeregowo połączonych transformatorów zastosuje się transformator 4 z odczepami, przy czym ilość zastosowanych łączników Ł_l5 po stronie pierwotnej transformatora 4 jest równa ilości odczepów. W celu uzyskania regulacj i płynnej, w miej sce łączników Ł1 po stronie pierwotnej transformatora 4 z odczepami, zastosowano przełącznik ślizgowy.

W bloku 3 sterownia następuje porównanie napięcia sieci - U we z nastawianym napięciem odniesienia - U zadane. W przypadku gdy U we> U zadane, to znaczy gdy jest prawidłowa wartość napięcia, sygnał wyjściowy z bloku sterowania steruj e łącznikami Ł1 i Ł2 utrzymując Ł, w stanie otwartym, natomiast Ł2 w stanie zamkniętym. Napięcie wejściowe - U we przechodzi przez zamknięty łącznik Ł2 na wyjście układu w niezmienionej wielkości. W tym czasie transformator 1 nie pracuje, z uwagi na otwarty łącznik Ł_v

W przypadku gdy U we < U zadane, to znaczy gdy jest spadek napięcia, sygnał wyjściowy z bloku sterowania steruje łącznikami Łj i Ł2, utrzymując Ł_I w stanie zamkniętym, natomiast Ł2 w stanie otwartym. Napięcie wejściowe - U we przechodzi przez uzwojenie Z2 transformatora na wyjście układu. Napięcie sieci przez zamknięty łącznik Ł, zasila uzwojenie pierwotne Z1 transformatora indukując po jego stronie wtórnej w uzwojeniu Z2 napięcie - U dodane, proporcjonalne do napięcia sieci - U we i przekładni transformatora (Z2/ Z1). W konsekwencji na wyjściu z układu otrzymuje się napięcie podwyższone o napięcie dodane, to jest U wy = U we + U dodane.

182 200

Ρ'9· 2.

182 200

f'9-3

182 200

fi 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do regulacji napięcia fazowego w sieciach niskiego napięcia składający się z urządzenia do przetwarzania energii o pewnym napięciu na energię o innym napięciu, z bloku wykonawczego oraz z bloku sterowania, znamienny tym, że urządzenie do przetwarzania energii stanowi transformator (1), którego uzwojenie (Z,) pierwotne jest wpięte równolegle pomiędzy przewód (L) fazowy a przewód (N) neutralny sieci niskiego napięcia, a uzwojenie (Z₂) wtórne jest wpięte szeregowo w przewód (L) fazowy, natomiast blok (2) wykonawczy układu zawiera parę łączników (Ł1 i Ł2), z którychjeden łącznik (Ł,)jest wpięty w szereg z uzwojeniem (Z1) pierwotnym transformatora (1), a drugi łącznik (Ł2) jest wpięty równolegle do uzwojenia (Z2) wtórnego transformatora (1), oraz że blok (3) sterowania jest połączony na wejściu z przewodem (L) fazowym sieci niskiego napięcia, a na wyjściu z blokiem (2) wykonawczym.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie do przetwarzania energii stanowią co najmniej dwa transformatory (1), których uzwojenia (Z2) wtórne sąpołączone szeregowo, a ilość par (Ł1 i Ł2) łączników jest równa ilości transformatorów (1).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie do przetwarzania energii stanowi transformator (4) z odczepami, a ilość łączników (Ł1) po stronie pierwotnej transformatora (4) jest równa ilości odczepów.
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że w miejsce łączników (Ł ,) usytuowanych po stronie pierwotnej transformatora (4) z odczepami zastosowano przełącznik ślizgowy.