RU132930U1

RU132930U1 - SINGLE-WIRED RESONANT ELECTRIC POWER TRANSMISSION SYSTEM

Info

Publication number: RU132930U1
Application number: RU2013118556/07U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Шиганов; Сергей Николаевич Барзуков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ССК"
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-09-27

Abstract

Однопроводная резонансная система передачи электрической энергии, содержащая, по меньшей мере, один источник питания, к которому подключен первый модуль аккумуляторной батареи с блоком заряда-разряда, к которому подключен вход преобразователя постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, выход которого через соответствующий конденсатор соединен с первичной обмоткой первого резонансного трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого заземлен, а ее второй вывод через однопроводную линию соединен с одним выводом первичной обмотки второго резонансного трансформатора, второй вывод которой заземлен, а его вторичная обмотка также через соответствующий конденсатор соединена с блоком преобразования переменного тока повышенной частоты в постоянный ток, к выходу которого подключен второй модуль аккумуляторной батареи с блоком заряда-разряда, предназначенный для питания нагрузки.A single-wire resonant electric energy transmission system comprising at least one power source, to which a first battery module with a charge-discharge unit is connected, to which an input of a DC / DC converter to an alternating current of increased frequency is connected, the output of which is connected to the primary winding of the first resonant transformer, one terminal of the secondary winding of which is grounded, and its second terminal is connected via a single-wire line to one terminal of the primary second winding of the second resonant transformer, a second terminal of which is grounded, and its secondary winding also through a respective capacitor is connected to the unit converting AC high frequency current to direct current, to the output of which is connected a second module battery with charge-discharge unit designed to supply the load.

Description

Полезная модель относится к системам передачи энергии.The utility model relates to energy transfer systems.

Известна однопроводная резонансная система передачи электрической энергии, содержащая, фотоэлектрические преобразователи и/или ветроустановку, через блок заряда-разряда соединенный с первой аккумуляторной батареей, к которой подключен вход преобразователя постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, выход которого через конденсатор соединен с первичной обмоткой первого резонансного трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого заземлен, а ее второй вывод через однопроводную линию соединен с одним выводом первичной обмотки второго резонансного трансформатора (RU 2411142 C1).A single-wire resonant system for transmitting electrical energy is known, comprising photovoltaic converters and / or a wind turbine connected through a charge-discharge unit to a first battery, to which an input of a DC / DC converter to an alternating current of increased frequency is connected, the output of which is connected via a capacitor to the primary winding of the first resonant transformer, one terminal of the secondary winding of which is grounded, and its second terminal is connected through a single-wire line to one terminal of the primary second winding of the second transformer resonance (RU 2411142 C1).

Недостатком известной системы является сложность обслуживания и потери энергии, вызванные необходимостью установки аккумуляторной батареи на месте размещения автономного источника электроэнергии, в частности, фотоэлектрических преобразователей, и/или ветроустановки, и/или генератора.A disadvantage of the known system is the complexity of maintenance and energy loss caused by the need to install a battery at the location of an autonomous source of electricity, in particular, photovoltaic converters, and / or wind turbines, and / or generators.

Задачей полезной модели является создание однопроводной резонансной системы передачи электрической энергии, пригодной для применения в районах с дефицитом и отсутствием централизованного электроснабжения, снижению эксплуатационных издержек, понижению потерь при передаче, уменьшение потребления электрической энергии и предотвращение короткого замыкания в линии, обеспечивающей удобство обслуживания.The objective of the utility model is to create a single-wire resonant electric energy transmission system suitable for use in areas with a deficit and lack of centralized electricity supply, lower operating costs, lower transmission losses, reduce electrical energy consumption and prevent short circuits in the line, providing convenient maintenance.

Поставленная задача достигается за счет того, что однопроводная резонансная система передачи электрической энергии, содержит, по меньшей мере, один источник питания, к которому подключен первый модуль аккумуляторной батареи с блоком заряда-разряда, к которому подключен вход преобразователя постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, выход которого через конденсатор соединен с первичной обмоткой первого резонансного трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого заземлен, а ее второй вывод через однопроводную линию соединен с одним выводом первичной обмотки второго резонансного трансформатора, второй вывод которой заземлен, а его вторичная обмотка через конденсатор соединена с блоком обратного преобразования переменного тока повышенной частоты в постоянный ток, к выходу которого подключен второй модуль аккумуляторной батареи с блоком заряда-разряда, предназначенный для питания нагрузки.The problem is achieved due to the fact that a single-wire resonant system for transmitting electric energy, contains at least one power source, to which a first battery module with a charge-discharge unit is connected, to which an input of a DC / DC converter to an alternating current of increased frequency is connected the output of which through a capacitor is connected to the primary winding of the first resonant transformer, one output of the secondary winding of which is grounded, and its second output through a single-wire line with It is connected to one terminal of the primary winding of the second resonant transformer, the second terminal of which is grounded, and its secondary winding through the capacitor is connected to the inverse conversion unit of the alternating current of increased frequency to direct current, the output of which is connected to the second battery module with a charge-discharge unit, designed to power load.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема однопроводной резонансной системы передачи электрической энергии.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a single-wire resonant transmission system of electrical energy.

Однопроводная резонансная система передачи электрической энергии содержит источник питания 1, соединенный с первым модулем 3.1 аккумуляторной батареи 3 с блоком заряда-разряда (не показан), преобразователь постоянного тока в переменный ток повышенной частоты 4, конденсатор 5, повышающий резонансный трансформатор 6, проводник 7, понижающий резонансный трансформатор 8, преобразователь переменного тока повышенной частоты в постоянный ток 9, заземлитель 10, второй модуль аккумуляторной батареи 3 с блоком заряда-разряда (не показан).A single-wire resonant electric energy transmission system comprises a power source 1 connected to the first module 3.1 of the battery 3 with a charge-discharge unit (not shown), a DC / AC converter of increased frequency 4, a capacitor 5, an increasing resonant transformer 6, conductor 7, a step-down resonant transformer 8, an AC converter of increased frequency to DC 9, an earthing switch 10, a second battery module 3 with a charge-discharge unit (not shown).

Работа однопроводной резонансной системы передачи электрической энергии поясняется на примере работы системы с фотоэлектрическими преобразователями.The operation of a single-wire resonant system for transmitting electrical energy is illustrated by the example of the system with photoelectric converters.

Блок заряда-разряда в дневное время суток производит съем электрической энергии от источника питания (панели фотоэлектрических преобразователей 1), и осуществляет зарядку аккумуляторных батарей в первом модуле 3.1, с выхода которых напряжение, например, 12--- 48 В подается на преобразователь 4, где преобразуется в переменное напряжение частотой 1^--- 100 кГц и подается на повышающий резонансный трансформатор 6 через соответствующий ему конденсатор 5 повышающего трансформатора. С выходной обмотки повышающего резонансного трансформатора 6 переменное напряжение 1^--- 100 кВ подается в однопроводную линию электропередачи 7, далее напряжение понижается приемным резонансным трансформатором 8 до необходимой величины, затем в преобразователе переменного тока повышенной частоты в постоянный ток 9 происходит обратное преобразование переменного напряжения в постоянное, которое поступает на второй модуль 3.2 аккумуляторной батареи 3, к которой в нужное время подключается нагрузка.The charge-discharge unit in the daytime takes electrical energy from the power source (panel of photoelectric converters 1), and charges the batteries in the first module 3.1, from the output of which a voltage, for example, 12 --- 48 V is supplied to the converter 4, where it is converted into alternating voltage with a frequency of 1 ^--- 100 kHz and fed to a step-up resonant transformer 6 through the corresponding capacitor 5 of the step-up transformer. From the output winding of the step-up resonant transformer 6, an alternating voltage of 1 ^--- 100 kV is supplied to a single-wire power line 7, then the voltage is reduced by the receiving resonant transformer 8 to the required value, then in the converter of alternating current of increased frequency to direct current 9 the AC is converted back to constant, which is supplied to the second module 3.2 of the battery 3, to which the load is connected at the right time.

Работа однопроводной резонансной системы передачи электрической энергии основана на использовании двух резонансных контуров с частотой 0,5-50 кГц и однопроводной линии между контурами с напряжением линии 10-100 кВ при работе в режиме резонанса напряжений.The operation of a single-wire resonant electric energy transmission system is based on the use of two resonant circuits with a frequency of 0.5-50 kHz and a single-wire line between circuits with a line voltage of 10-100 kV when operating in voltage resonance mode.

Провод линии является направляющим каналом, по которому передается электромагнитная энергия.The line wire is a guide channel through which electromagnetic energy is transmitted.

Однопроводная резонансная система передачи электрической энергии позволяет обеспечить преимущества перед традиционными линиями передачи электрической энергии (переменного тока):A single-wire resonant transmission system of electrical energy allows you to provide advantages over traditional transmission lines of electrical energy (alternating current):

- передачу электрической энергии на большие расстояния;- transmission of electrical energy over long distances;

- уменьшение сечения передающей линии;- reduction of the transmission line;

- уменьшение потерь в линии при передаче электроэнергии;- reduction of losses in the line during the transmission of electricity;

- отсутствие короткого замыкания в проводах.- lack of short circuit in wires.

Таким образом, техническое решение обеспечивает эффективную передачу электроэнергии между частями автономного источника постоянного тока (батареи). Другими словами, создана своеобразная распределенная (в пространстве) батарея, отдельные модули которой могут быть размещены на значительном расстоянии, причем передача энергии от одного модуля к другому не требует применения проводников значительного сечения, как это имеет место при традиционными схемными решениями. Такая распределенная батарея имеет эффективное применение на участках присоединения любой альтернативной генерации электроэнергии к сети бесконечной мощности, поскольку появляется возможность пространственной развязки локализаций размещения оборудования альтернативной генерации (фотоэлектрических преобразователей и/или ветроустановок) и оборудования преобразования электроэнергии для подачи в Единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть. Кроме того, появляется возможность передачи электроэнергии между участками распределенной батареи, причем в этом случае отпадает необходимость «промежуточной» синхронизации сетей, т.е. «избыточных» технических требований по преобразованию электроэнергии.Thus, the technical solution provides efficient transmission of electricity between parts of an autonomous DC source (battery). In other words, a peculiar distributed (in space) battery has been created, the individual modules of which can be placed at a considerable distance, and the transfer of energy from one module to another does not require the use of conductors of significant cross section, as is the case with traditional circuit solutions. Such a distributed battery has an effective application in the areas where any alternative generation of electricity is connected to an infinite power network, since it becomes possible to spatially isolate the locations of alternative generation equipment (photovoltaic converters and / or wind turbines) and electric energy conversion equipment for supply to the Unified National (All-Russian) electric network . In addition, it becomes possible to transfer electricity between parts of a distributed battery, and in this case there is no need for "intermediate" synchronization of networks, i.e. "Excess" technical requirements for the conversion of electricity.

Claims

A single-wire resonant electric energy transmission system comprising at least one power source, to which a first battery module with a charge-discharge unit is connected, to which an input of a DC / DC converter to an alternating current of increased frequency is connected, the output of which is connected to the primary winding of the first resonant transformer, one terminal of the secondary winding of which is grounded, and its second terminal is connected through a single-wire line to one terminal of the primary second winding of the second resonant transformer, a second terminal of which is grounded, and its secondary winding also through a respective capacitor is connected to the unit converting AC high frequency current to direct current, to the output of which is connected a second module battery with charge-discharge unit designed to supply the load.