RU168424U1 - Малогабаритное устройство продольной компенсации - Google Patents
Малогабаритное устройство продольной компенсации Download PDFInfo
- Publication number
- RU168424U1 RU168424U1 RU2016133888U RU2016133888U RU168424U1 RU 168424 U1 RU168424 U1 RU 168424U1 RU 2016133888 U RU2016133888 U RU 2016133888U RU 2016133888 U RU2016133888 U RU 2016133888U RU 168424 U1 RU168424 U1 RU 168424U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- switch
- wire
- transformer
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
Предложение относится к устройствам продольной компенсации реактивной мощности и может быть применено для управления пропускной способностью воздушной линии электропередачи (ВЛ). Технический результат полезной модели по отношению к прототипу состоит в том, что при меньшей массе (за счет замены дросселя с магнитным сердечником на конденсатор) заявляемое устройство имеет более широкий диапазон компенсации реактивного сопротивления провода ВЛ и меньшие потери энергии. Устройство содержит корпус 1, выполненный с возможностью крепления на проводе 2 воздушной линии. В корпусе 1 размещены трансформатор 3, сердечник 4 которого охватывает провод 2. Вторичная обмотка 5 трансформатора 3 шунтирована нормально-замкнутым контактом 6 выключателя и первым двунаправленным тиристорным ключом 7. В корпусе 1 также размещены первый конденсатор 8 и второй конденсатор 9, подключенные к обмотке 5 через второй двунаправленный тиристорный ключ 10 и третий двунаправленный тиристорный ключ 11 соответственно. Кроме того, в корпусе 1 размещены датчик 12 тока в проводе 2, источник 13 питания и снабженный беспроводным интерфейсом 14 контроллер 15. К входу контроллера 15 подключен датчик 12, а к выходам - управляющие цепи выключателя с контактом 6 и тиристорных ключей 7, 10, 11. 5 ил.
Description
Область техники
Предложение относится к устройствам продольной компенсации реактивной мощности и может быть применено для управления пропускной способностью воздушной линии электропередачи (ВЛ).
Уровень техники
Известны малогабаритные устройства продольной компенсации (МУПК) реактивной мощности, основанные на технологии Smart Wire (умный провод) [http://www.smartwires.com/technology/].
Сущность этой технологии состоит в том, что устройства компенсации, предназначенные для введения в провод ВЛ дополнительного реактивного сопротивления, выполняются малогабаритными (вес устройств, как правило, не превышает 100 кг), вследствие чего эти устройства могут быть размещены непосредственно на проводах ВЛ. Поскольку МУПК находятся на значительном удалении от поверхности земли, то необходимость применения высоковольтной изоляции в таких устройствах отсутствует, вследствие чего МУПК обладают относительно низкой стоимостью.
Конструктивное исполнение МУПК позволяет производить его монтаж без разрыва провода воздушной линии, что делает устройства МУПК мобильными. Устройства МУПК могут устанавливаться на уже работающие линии ВЛ, могут по истечение некоторого времени демонтироваться и перемещаться на другие ВЛ, число устройств на линии может увеличиваться или уменьшаться в соответствии с техническими требованиями по регулированию потоков мощности. Выполнение вышеуказанной основной функции МУПК могут совмещать с мониторингом режима работы и состояния провода ВЛ.
В качестве первого аналога рассматривается пассивный МУПК наиболее простой конфигурации, описанный в патентном документе [US 2008/0310069].
Схема этого аналога воспроизведена на фиг. 1. Она содержит трансформатор, сердечник которого охватывает провод ВЛ, а вторичная обмотка шунтирована нормально-замкнутым контактом выключателя и двунаправленным тиристорным ключом.
Там же описана конструкция корпуса МУПК, обеспечивающая его размещение на проводе ВЛ. Аналогичная конструкция корпуса может быть использована для МУПК с другими схемными конфигурациями, включая предлагаемый МУПК.
Известна также схема индуктивно-емкостного МУПК, которая воспроизведена на фиг.2 и рассматривается в качестве второго аналога [D. Divan. Design consideration for series connected distributed facts converter // IEEE Transmission and Distribution Conference, 2005, New Orleans, Louisiana., pp. 1609-1617]. Эта схема близка к схеме предлагаемого устройства по структуре и функциональным возможностям и выбрана в качестве прототипа.
Прототип содержит корпус, выполненный с возможностью крепления на проводе ВЛ, и размещенные в корпусе трансформатор, сердечник которого охватывает провод ВЛ, а вторичная обмотка шунтирована нормально-замкнутым контактом выключателя, и подключенные к вторичной обмотке две параллельные цепи с реактивными элементами, коммутируемыми соответствующими двунаправленными тиристорными ключами.
В качестве коммутируемых реактивных элементов прототип использует катушку индуктивности (дроссель) и конденсатор.
Недостаток прототипа - повышенная масса, узкий диапазон компенсации индуктивного сопротивления ВЛ и повышенные энергетические потери.
Раскрытие сущности полезной модели
Предлагаемое устройство, как и прототип (фиг. 2), содержит корпус, выполненный с возможностью крепления на проводе ВЛ, и размещенные в корпусе трансформатор, сердечник которого охватывает провод ВЛ, выполняющий функции первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого шунтирована нормально-замкнутым контактом выключателя, и подключенные к вторичной обмотке две параллельные цепи с реактивными элементами, коммутируемыми соответствующими двунаправленными тиристорными ключами.
Кроме того, в предлагаемом устройстве, как и в схеме первого аналога, представленного на фиг. 1, вторичная обмотка трансформатора шунтирована еще одним двунаправленным тиристорным ключом.
Отличие предлагаемого МУПК состоит в том, что оба реактивных элемента в указанных параллельных цепях, коммутируемых двунаправленными тиристорными ключами, выполнены емкостными и представляют собой конденсаторы, в то время как в прототипе один из указанных реактивных элементов имеет индуктивный характер, а другой - емкостный.
Технический результат полезной модели по отношению к прототипу состоит
в уменьшении общей массы МУПК, поскольку масса конденсатора гораздо меньше массы дросселя при одинаковых прочих характеристиках МУПК;
в увеличении диапазона компенсации реактивного сопротивления ВЛ;
в уменьшении потерь энергии в МУПК.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлена схема аналога, на фиг. 2 - схема прототипа. На фиг. 3 представлено заявляемое устройство, на фиг. 4 - кривая, иллюстрирующая его работу.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое устройство (фиг. 3) содержит корпус 1, выполненный с возможностью крепления на проводе 2 воздушной линии. В корпусе 1 размещены трансформатор 3, сердечник 4 которого охватывает провод 2. Вторичная обмотка 5 трансформатора 3 шунтирована нормально-замкнутым контактом 6 выключателя и первым двунаправленным тиристорным ключом 7. В корпусе 1 также размещены первый конденсатор 8 и второй конденсатор 9, подключенные к обмотке 5 через второй двунаправленный тиристорный ключ 10 и третий двунаправленный тиристорный ключ 11 соответственно. Кроме того, в корпусе 1 размещены датчик 12 тока в проводе 2, источник 13 питания и снабженный беспроводным интерфейсом 14 контроллер 15. К входу контроллера 15 подключен датчик 12, а к выходам - управляющие цепи выключателя с контактом 6 и тиристорных ключей 7, 10, 11.
Устройство работает следующим образом.
Источник 12, для которого первичным источником энергии является ВЛ, обеспечивает питание контроллера 15. Запрограммированный контроллер 15 управляет ключами 7, 10, 11 и нормально-замкнутым контактом 6, сравнивая показания датчика 12 с заданными уставками по току, и/или по командам централизованной системы управления, поступающим через беспроводный интерфейс 14, снабженный антенной.
МУПК может находиться в пяти состояниях (режимах).
В первом режиме контакт 6 замыкает обмотку 5 накоротко и МУПК не влияет на работу линии. Поскольку обмотка 5 трансформатора 3 короткозамкнута, сопротивление, которое МУПК вносит в линию, близко к нулю и не влияет на ее параметры.
Такой режим может устанавливаться по команде, поступающей через интерфейс 14, и/или автоматически, например, когда ток в линии недостаточен для работы источника 13, падает вследствие аварийного отключения или не превышает заданной уставки.
В этом режиме работа предлагаемого МУПК аналогична прототипу.
В остальных режимах, которым соответствует разомкнутое состояния контакта 6 и ключей 7, МУПК вносит в линию то или иное реактивное сопротивление в зависимости от состояния ключей 10 и 11, управляемых контроллером 15 (режимы продольной компенсации).
Бесконтактный ключ 7 обеспечивает, в первую очередь, быстродействие реакции МУПК на возникновение короткого замыкания (К.З.) в линии. В целях предотвращения перенапряжений на обмотке 5 она должна быть закорочена за время не более 1 мс от момента возникновения режима короткого замыкания. Для этого при показаниях датчика 12, соответствующих К.З. линии, контроллер 15 включает ключ 7 и отключает выключатель с нормально-замкнутым контактом 6. При этом сначала включается бесконтактный ключ 7, а затем замыкается контакт 6, на который переходит ток обмотки 5, поскольку контакт 6 обладает меньшим сопротивлением, чем ключ 7.
При разомкнутых ключах 10 и 11 (первый режим продольной компенсации) в линию вносится индуктивное сопротивление Хм, равное сопротивлению индуктивности намагничивания трансформатора 3.
В остальных трех режимах продольной компенсации включен один из ключей 10 или 11 или оба ключа. При этом в линию 2 вносится эквивалентное реактивное сопротивление Хэкв, определяемое (если пренебречь сопротивлениями замкнутых ключей 10 и 11) величиной Хм и суммарной емкостью СΣ конденсаторов 8 и 9, подключенных к обмотке 5, приведенной к первичной обмотке трансформатора 3. Емкость CΣ и индуктивность намагничивания трансформатора 3 образуют параллельный колебательный контур, входное сопротивление которого представляет собой Хэкв.
Зависимость отношения Хэкв/Хм от CΣ показана на фиг.4.
Точкам 1-4 соответствуют следующие режимы компенсации:
1 - ключи 10 и 11 разомкнуты;
2 - ключ 10 замкнут, ключ 11 разомкнут;
3 - ключ 10 разомкнут, ключ 11 замкнут;
4 - ключи 10 и 11 замкнуты.
Как следует из фиг. 4, изменяя суммарную емкость СΣ (путем коммутации ключей 10 и 11), можно вносить в линию 2 сопротивление как индуктивного (положительное отношение Хэкв/Хм), так и емкостного (отрицательное отношение Хэкв/Хм) характера, причем величина (модуль) вносимого сопротивления Хэкв может превышать Хм в 2-3 раза, а области больших CΣ снижаться до значений меньших Хм.
На фиг. 5 показаны аналогичные зависимости для прототипа, где А - зависимость при отключенной дополнительной индуктивности (дросселе), В - зависимость при подключенной индуктивности (дросселе).
Точкам 1-4 на фиг. 5 соответствуют следующие режимы компенсации:
1 - оба ключа разомкнуты;
2 - к вторичной обмотке трансформатора подключена индуктивность (дроссель);
3 - к вторичной обмотке трансформатора подключена емкость;
4 - к вторичной обмотке трансформатора подключены емкость и индуктивность (дроссель).
Исходя из рассмотренных режимов работы прототипа можно сделать вывод, что режимы 1 и 2 выполняют примерно одинаковые функции, а именно вносят в линию сопротивления индуктивного характера величиной не больше Хм (в режиме 1 вносится Хм, в режиме 2 - Хэкв<Хм). При этом в режиме 2 требуется включение ключа, увеличивающее потери энергии (за счет падения напряжения на ключе и на активном сопротивлении дросселя), поэтому можно сделать вывод о том, что из возможных четырех режимов эффективными будут только три.
Из изложенного следует, что заявляемое устройство обеспечивает достижение указанного выше технического результата по отношению к прототипу, поскольку при меньшей массе (за счет замены дросселя с магнитным сердечником на конденсатор) имеет более широкий диапазон компенсации реактивного сопротивления провода ВЛ и меньшие потери энергии.
Claims (1)
- Малогабаритное устройство продольной компенсации, содержащее корпус, выполненный с возможностью крепления на проводе ВЛ, и размещённые в корпусе трансформатор, сердечник которого охватывает провод ВЛ, а вторичная обмотка шунтирована нормально-замкнутым контактом выключателя и первым двунаправленным тиристорным ключом, первый и второй конденсаторы, подключенные к вторичной обмотке через второй и третий двунаправленные тиристорные ключи соответственно, датчик тока в проводе ВЛ, источник питания и снабженный беспроводным интерфейсом контроллер, к входу которого подключен указанный датчик, а к выходам - управляющие цепи выключателя и первого, второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133888U RU168424U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Малогабаритное устройство продольной компенсации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133888U RU168424U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Малогабаритное устройство продольной компенсации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU168424U1 true RU168424U1 (ru) | 2017-02-02 |
Family
ID=58451086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016133888U RU168424U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Малогабаритное устройство продольной компенсации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU168424U1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108896100A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-11-27 | 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 | 一种电容器组状态监测子系统 |
RU2683784C1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-04-02 | Дмитрий Иванович Панфилов | Устройство продольной компенсации для линий электропередачи |
RU2684307C1 (ru) * | 2018-04-06 | 2019-04-08 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
RU2713631C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
RU2718502C1 (ru) * | 2019-10-28 | 2020-04-08 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU920958A1 (ru) * | 1980-04-11 | 1982-04-15 | Ленинградский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова | Устройство продольной емкостной компенсации |
RU2158953C1 (ru) * | 1999-06-16 | 2000-11-10 | Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет | Трансформаторно-тиристорный компенсатор отклонений напряжения и реактивной мощности |
US20080310069A1 (en) * | 2005-01-31 | 2008-12-18 | Deepakraj Malhar Divan | Systems and Methods for Distributed Series Compensation of Power Lines Using Passive Devices |
-
2016
- 2016-08-18 RU RU2016133888U patent/RU168424U1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU920958A1 (ru) * | 1980-04-11 | 1982-04-15 | Ленинградский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова | Устройство продольной емкостной компенсации |
RU2158953C1 (ru) * | 1999-06-16 | 2000-11-10 | Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет | Трансформаторно-тиристорный компенсатор отклонений напряжения и реактивной мощности |
US20080310069A1 (en) * | 2005-01-31 | 2008-12-18 | Deepakraj Malhar Divan | Systems and Methods for Distributed Series Compensation of Power Lines Using Passive Devices |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684307C1 (ru) * | 2018-04-06 | 2019-04-08 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
CN108896100A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-11-27 | 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 | 一种电容器组状态监测子系统 |
RU2683784C1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-04-02 | Дмитрий Иванович Панфилов | Устройство продольной компенсации для линий электропередачи |
RU2713631C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
RU2718502C1 (ru) * | 2019-10-28 | 2020-04-08 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU168424U1 (ru) | Малогабаритное устройство продольной компенсации | |
US10147562B2 (en) | On-load voltage regulation tap switch for transformer and switch control method | |
US9755423B2 (en) | Overvoltage protection for a synchronous power rectifier | |
US8519572B2 (en) | Self power-acquiring quick-responsive controllable reactor | |
JP2003509991A (ja) | 直列共振誘導ピックアップの制御 | |
EP3104486A1 (en) | High-voltage intelligent switch alternating current capacitor | |
CN110086161A (zh) | 一种调磁式消弧线圈接地系统 | |
EP2914455B9 (en) | Circuit arrangement comprising pick-up and variable compensating arrangement, and method | |
WO2014125392A1 (en) | Dynamic resonant matching circuit for wireless power receivers | |
CN204809996U (zh) | 一种电能接收端和非接触电能传输装置 | |
CN102570484A (zh) | 一种新型10kV开关装置及其控制方法 | |
Furusato et al. | Design of multi-frequency coil for capacitor-less wireless power transfer using high order self-resonance of open end coil | |
CN100508393C (zh) | 一种具有输出反馈的电磁耦合固态继电器 | |
US4695917A (en) | Inductive power controller | |
CN104835692B (zh) | 断路器操作机构控制设备及其操作箱 | |
CN203289392U (zh) | 电源门控电路 | |
CA1203284A (en) | Hybrid current sensor | |
SU1101967A1 (ru) | Статический компенсатор реактивной мощности | |
RU2340062C1 (ru) | Способ построения и настройки дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов | |
CN110989442A (zh) | 快速开关系统及控制方法 | |
KR102352141B1 (ko) | 스위칭 변압기 | |
WO2011119102A1 (en) | High frequency switch mode power supply capable of gate charge recovery | |
CN104426182A (zh) | 充电装置 | |
RU225241U1 (ru) | Мехатронное устройство включения высоковольтного электровакуумного СВЧ-прибора радиопередатчика РЛС | |
CN207677445U (zh) | 一种可控可调电抗器 |