RU181451U1 - ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM - Google Patents

ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU181451U1
RU181451U1 RU2017140945U RU2017140945U RU181451U1 RU 181451 U1 RU181451 U1 RU 181451U1 RU 2017140945 U RU2017140945 U RU 2017140945U RU 2017140945 U RU2017140945 U RU 2017140945U RU 181451 U1 RU181451 U1 RU 181451U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactive power
reactive
network
adaptive
phase
Prior art date
Application number
RU2017140945U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Алексеевич Малинин
Виктор Иванович Самохин
Дмитрий Викторович Самохин
Евгений Евгеньевич Бабкин
Original Assignee
Дмитрий Алексеевич Малинин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Алексеевич Малинин filed Critical Дмитрий Алексеевич Малинин
Priority to RU2017140945U priority Critical patent/RU181451U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU181451U1 publication Critical patent/RU181451U1/en

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к устройствам, повышающим эффективность потребления электроэнергии, а именно к устройствам, обеспечивающим централизованную компенсацию реактивной мощности и уменьшения сдвига фаз в условиях переменных нагрузок.Техническим результатом является улучшение качества электрической энергии и повышение устойчивости функционирования за счет повышения точности компенсации реактивной мощности и устранение несимметрии межфазных напряжений, при обеспечении защиты реактивных элементов от перенапряжений.В полезной модели результат обеспечивается функционированием двух взаимосвязанных контуров автоматического регулирования, которые обеспечивают компенсацию реактивной мощности и устранение перекоса фаз, при этом в качестве исполнительных элементов использованы управляемые коммутируемые адаптивные реактивные элементы, обеспечивающие подключение реактивных элементов (косинусных конденсаторов) к линейным проводам сети в момент равенства остаточного напряжения на реактивном элементе с подключаемым напряжением. При этом после завершения процессов компенсации реактивной мощности и устранения сдвига фаз производится фильтрация гармоник в сети адаптивным компенсатором гармоник.Полезная модель содержит регулятор реактивной мощности 1, измеритель реактивной мощности 2, модули регулирования 5 с управляемыми адаптивными реактивными элементами 6, адаптивный фильтр гармоник 7, измеритель разности фаз 9, контроллер перекоса фаз 10, дополнительные модули регулирования 11. 1 ил.The utility model relates to electrical engineering, mainly to devices that increase the efficiency of energy consumption, namely, devices that provide centralized compensation of reactive power and reduce phase displacement under variable loads. The technical result is to improve the quality of electric energy and increase the stability of operation by increasing the accuracy of compensation reactive power and eliminating the asymmetry of interphase voltages, while providing protection for reactive ele In the utility model, the result is ensured by the operation of two interconnected automatic control loops that provide reactive power compensation and phase imbalance elimination, while controlled switching adaptive reactive elements are used as actuating elements, providing reactive elements (cosine capacitors) are connected to linear wires network at the moment of equality of the residual voltage on the reactive element with connected voltage iem. In this case, after completion of the processes of reactive power compensation and elimination of phase shift, harmonics in the network are filtered by an adaptive harmonic compensator. A useful model contains a reactive power regulator 1, reactive power meter 2, regulation modules 5 with controllable adaptive reactive elements 6, adaptive harmonic filter 7, meter phase difference 9, phase skew controller 10, additional regulation modules 11. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к устройствам, повышающих эффективность потребления электроэнергии, а именно к устройствам, обеспечивающим централизованную компенсацию реактивной мощности и уменьшения сдвига фаз в условиях переменных нагрузок.The utility model relates to electrical engineering, mainly to devices that increase the efficiency of energy consumption, and in particular to devices that provide centralized compensation of reactive power and reduce phase displacement under variable loads.

Основными направлениями энергосбережения на предприятии являются повышения качества электроэнергии путем компенсации реактивной мощности (корректировки коэффициента мощности), снижение уровня гармоник в сети, а также снижение несимметрии питающих токов и напряжений сети.The main areas of energy saving at the enterprise are improving the quality of electricity by compensating reactive power (adjusting the power factor), reducing the level of harmonics in the network, as well as reducing the asymmetry of the supply currents and voltage of the network.

Циркуляция реактивной составляющей электрической энергии между источником переменного тока и приемником, обусловленная наличием в нем реактивных сопротивлений, приводит к потерям энергии, в том числе в проводах электрической сети предприятия.The circulation of the reactive component of electrical energy between the AC source and the receiver, due to the presence of reactance in it, leads to energy losses, including in the wires of the electric network of the enterprise.

При нарушении симметрии («перекосе фаз») происходит недоиспользование пропускной способности трехфазных элементов сети, возникают дополнительные потери мощности в обмотках электрических машин.In case of symmetry breaking (“phase imbalance”), the capacity of three-phase network elements is underutilized, additional power losses occur in the windings of electrical machines.

Наиболее перспективными направлением компенсации реактивной мощности в 3-х фазных сетях напряжением до 0,4 кВ являются устройства энергосбережения выполненные на базе косинусных конденсаторов.The most promising areas of reactive power compensation in 3-phase networks with voltages up to 0.4 kV are energy-saving devices based on cosine capacitors.

Основными преимуществами использования батарей косинусных конденсаторов в устройствах энергосбережения являются: отсутствие механически перемещаемых частей в процессе эксплуатации, простота монтажа и эксплуатации и возможность установки в любых точках электросети.The main advantages of using cosine capacitor banks in energy saving devices are: the absence of mechanically movable parts during operation, ease of installation and operation, and the ability to install at any point in the power supply network.

Известно устройство (Патент РФ №2337424 от 17.08.2007 г.) централизованной компенсации реактивной мощности в

Figure 00000001
сети, A device is known (RF Patent No. 2337424 dated 08/17/2007) for centralized compensation of reactive power in
Figure 00000001
network

содержащее регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, выход которого подключен к управляющему входу измерителя реактивной мощности, трансформатор напряжения, выводы первичной обмотки которого подключены к соответствующим линейным проводам

Figure 00000002
высоковольтной сети, а выводы вторичной обмотки которого подключены к общей шине и соответствующим входам измерителя реактивной мощности,
Figure 00000003
батарей косинусных конденсаторов, каждая из которых включает
Figure 00000004
косинусных конденсаторов, первые выводы которых объединены и подключены к общей шине,
Figure 00000005
блоков контакторов, каждый из которых включает
Figure 00000006
контакторов, первые силовые выводы которых подключены к вторым выводам соответствующих косинусных конденсаторов из
Figure 00000007
батарей косинусных конденсаторов, вторые выводы которых объединены, а управляющие входы которых подключены к соответствующим управляющим выходам регулятора реактивной мощности.containing a reactive power regulator, a reactive power meter, the output of which is connected to the control input of the reactive power meter, a voltage transformer, the primary windings of which are connected to the corresponding linear wires
Figure 00000002
high-voltage network, and the terminals of the secondary winding of which are connected to a common bus and the corresponding inputs of the reactive power meter,
Figure 00000003
cosine capacitor banks, each of which includes
Figure 00000004
cosine capacitors, the first conclusions of which are combined and connected to a common bus,
Figure 00000005
contactor blocks, each of which includes
Figure 00000006
contactors, the first power terminals of which are connected to the second terminals of the corresponding cosine capacitors from
Figure 00000007
batteries of cosine capacitors, the second conclusions of which are combined, and the control inputs of which are connected to the corresponding control outputs of the reactive power regulator.

Положительной отличительной особенностью данного устройства централизованной компенсации реактивной мощности является то, что в нем в качестве средства компенсации реактивной мощности используются автоматически коммутируемые батареи косинусных конденсаторов.A positive distinguishing feature of this centralized reactive power compensation device is that it uses automatically switched cosine capacitor banks as a means of reactive power compensation.

Однако в устройстве, отсутствуют средства защиты косинусных конденсаторов от перенапряжений обусловленных как наличием высших гармоник, так и скачков напряжения в моменты резкого изменения реактивной составляющей нагрузки потребителей. Указанные обстоятельства приводят к снижению надежности функционирования устройства вследствие отказов косинусных конденсаторов и силовых контакторов из-за перенапряжений, наличие коммутационных бросков напряжения в сети из-за возникновения высоковольтных разрядов между контактами в момент срабатывания контакторов.However, in the device, there are no means of protecting cosine capacitors from overvoltages due to both the presence of higher harmonics and voltage surges at the time of a sharp change in the reactive component of the load of consumers. These circumstances lead to a decrease in the reliability of the device due to failures of cosine capacitors and power contactors due to overvoltage, the presence of switching voltage surges in the network due to the occurrence of high-voltage discharges between the contacts at the time of contactor operation.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство (Патент РФ №2586061 от 18.02.2014 г.) содержащее: регулятор The closest in technical essence to the proposed is a device (RF Patent No. 2586061 from 02/18/2014) containing: a regulator

реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, входы которого подключаются к выходам датчиков напряжения и тока каждой из фаз сети, а выход, которого подключен к соответствующему информационному входу регулятора реактивной мощности, модули контакторов, модули регуляторов, первые выводы n управляемых адаптивных реактивных элементов которых подключаются к проводу нейтрали сети, а вторые выводы, которых через соответствующие модули контакторов подключаются к соответствующим линейным проводам сети, адаптивный компенсатор гармоник, входы которого подключаются к соответствующим линейным проводам сети, выход которого подключается к нейтрали сети, а информационный вывод которого подключен к соответствующему информационному выводу регулятора реактивной мощности, датчики помех, первые выводы которых подключаются к соответствующим линейным проводам сети, вторые выводы которых подключаются к проводу нейтрали сети, а информационные выходы которых подключены к соответствующим информационным входам регулятора реактивной мощности, при этом информационные выводы регулятора реактивной мощности соединены с информационными выводами управляемых адаптивных элементов каждого из модулей регулирования.reactive power, reactive power meter, the inputs of which are connected to the outputs of the voltage and current sensors of each phase of the network, and the output, which is connected to the corresponding information input of the reactive power regulator, contactor modules, regulator modules, the first conclusions of which n controlled adaptive reactive elements are connected to the neutral wire of the network, and the second conclusions, which are connected through the corresponding contactor modules to the corresponding linear wires of the network, are an adaptive harmonic compensator whose inputs are connected to the corresponding linear wires of the network, the output of which is connected to the neutral of the network, and the information output of which is connected to the corresponding information output of the reactive power regulator, interference sensors, the first conclusions of which are connected to the corresponding linear wires of the network, the second conclusions of which are connected to the neutral wire networks, and the information outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the reactive power regulator, while the information outputs of the reg Reactive power insulator connected to data terminals controlled adaptive elements of each control module.

В известном устройстве коммутация косинусных конденсаторов осуществляется в моменты равенства имеющегося на них остаточного напряжения и напряжения соответствующей фазы сети, что практически исключает коммутационные токи и обеспечивает уменьшения перегрузок реактивных элементов и элементов коммутации по причине снижения зарядно-разрядных токов и, как следствие, повышение надежности функционирования адаптивной системы энергосбережения. Кроме того обеспечивается повышения быстродействия процессов компенсации реактивной мощности в условиях переменных нагрузок и отказов отдельных элементов системы энергосбережения сети; уточнения настроек адаптивного компенсатора гармоник после завершения процессов коммутации реактивных элементов; In the known device, the switching of cosine capacitors is carried out at the moments of equality of the residual voltage and the voltage of the corresponding phase of the network, which practically eliminates switching currents and ensures reduction of overloads of reactive elements and switching elements due to a decrease in charge-discharge currents and, as a result, increased reliability adaptive energy saving system. In addition, it provides increased speed of reactive power compensation processes under conditions of variable loads and failures of individual elements of the network energy saving system; refinement of adaptive harmonic equalizer settings after completion of switching processes of reactive elements;

уменьшения уровня помех обусловленных процессами коммутации реактивных элементов.reduce interference caused by switching processes of reactive elements.

Однако недостатком данного устройства являются - асимметрия напряжения в фазах сети, изменение которой обусловлено, в том числе, подключением реактивных элементов в процессе компенсации реактивной мощности, что приводит к повышенному износу силового оборудования предприятия.However, the disadvantage of this device is the voltage asymmetry in the phases of the network, the change of which is due, inter alia, to the connection of reactive elements in the process of reactive power compensation, which leads to increased wear of the power equipment of the enterprise.

Технической задачей заявленного является улучшение качества электрической энергии и повышение устойчивости функционирования за счет повышения точности компенсации реактивной мощности и устранение несимметрии межфазных напряжений, при обеспечении зашиты реактивных элементов от перенапряжений.The technical objective of the claimed is to improve the quality of electric energy and increase the stability of operation by increasing the accuracy of reactive power compensation and eliminating the asymmetry of interphase voltages, while ensuring protection of reactive elements from overvoltages.

Поставленная задача решается за счет того, что в адаптивное устройство энергосбережения, содержащее регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, входы которого подключаются к выходам датчиков напряжения и тока каждой из фаз сети, а выход которого подключен к соответствующему информационному входу регулятора реактивной мощности, модули контакторов, модули регулирования, первые выводы n управляемых адаптивных реактивных элементов которых подключаются к проводу нейтрали сети, а вторые выводы, которых через соответствующие модули контакторов подключаются к соответствующим линейным проводам сети, адаптивный компенсатор гармоник, входы которого подключаются к соответствующим линейным проводам сети, выход которого подключается к нейтрали сети, а информационный вывод которого подключен к соответствующему информационному выводу регулятора реактивной мощности, датчики помех, первые выводы которых подключаются к соответствующим линейным проводам сети, вторые выводы которых подключаются к проводу нейтрали сети, а информационные выходы которых подключены к соответствующим информационным входам регулятора реактивной мощности, при этом The problem is solved due to the fact that in an adaptive energy saving device containing a reactive power regulator, a reactive power meter, the inputs of which are connected to the outputs of the voltage and current sensors of each phase of the network, and the output of which is connected to the corresponding information input of the reactive power regulator, contactor modules , control modules, the first conclusions of n controlled adaptive reactive elements of which are connected to the neutral wire of the network, and the second conclusions, which, through the corresponding Contactor modules are connected to the corresponding linear wires of the network, an adaptive harmonic compensator, the inputs of which are connected to the corresponding linear wires of the network, the output of which is connected to the neutral of the network, and the information output of which is connected to the corresponding information output of the reactive power regulator, interference sensors, the first conclusions of which are connected to the corresponding linear wires of the network, the second conclusions of which are connected to the neutral wire of the network, and the information outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the reactive power regulator, while

управляющие выводы управляемых адаптивных элементов каждого из модулей управляемых адаптивных реактивных элементов соединены с соответствующими управляющими выводами регулятора реактивной мощности, введены: измеритель разности фаз, информационные входы которого подключаются к выходам соответствующих датчиков напряжения и тока, контроллер перекоса фаз, информационный вход которого подключен к выходу измерителя разности фаз, дополнительные модули регулирования, каждый из которых содержит в своем составе m управляемых адаптивных реактивных элемента, которые включаются между соответствующими линейными проводами сети, управляющие выводы которых соединены с соответствующими управляющими выводами контроллера перекоса фаз, при этом информационный вывод контроллера сдвига фаз соединен с соответствующим информационным выводом регулятора реактивной мощности. При этом адаптивность управляемых адаптивных реактивных элементов заключается прежде в сего в их функциональной возможности обеспечивать коммутацию реактивных элементов (косинусных конденсаторов) в момент равенства коммутируемого напряжения с остаточным напряжением на косинусных конденсаторах.the control terminals of the controlled adaptive elements of each of the modules of the controlled adaptive reactive elements are connected to the corresponding control terminals of the reactive power regulator, the following are introduced: a phase difference meter, the information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding voltage and current sensors, a phase imbalance controller, the information input of which is connected to the output of the meter phase differences, additional control modules, each of which contains m controlled adaptive active elements that are connected between the corresponding linear wires of the network, the control terminals of which are connected to the corresponding control terminals of the phase imbalance controller, while the information output of the phase shift controller is connected to the corresponding information output of the reactive power controller. In this case, the adaptability of controlled adaptive reactive elements consists primarily in their functional ability to provide switching of reactive elements (cosine capacitors) at the moment of equal switching voltage with residual voltage on cosine capacitors.

Полезная модель поясняется чертежом, который не охватывает и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а является лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения. Связи, указанные между функциональными блоками, в общем случае являются многоканальными, для обеспечения алгоритма функционирования отраженного в формуле и описании полезной модели. Питание функциональных блоков осуществляется от источника бесперебойного питания, который на чертежах не показан.The utility model is illustrated by a drawing, which does not cover and, moreover, does not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but is only illustrative materials of a particular case of execution. The relations indicated between the functional blocks are generally multichannel in order to ensure the functioning algorithm reflected in the formula and description of the utility model. The power of the functional units is provided by an uninterruptible power supply, which is not shown in the drawings.

На фиг. 1 приведена функциональная схема адаптивного устройства энергосбережения.In FIG. 1 shows a functional diagram of an adaptive energy saving device.

Адаптивное устройство энергосбережения содержит регулятор реактивной мощности 1, измеритель реактивной мощности 2, датчики напряжения и тока 3 в каждой из фаз сети, модули контакторов 4, модули регулирования 5, управляемые адаптивные реактивные элементы 6, адаптивный компенсатор гармоник 7, датчики помех 8, измеритель разности фаз 9, контроллер перекоса фаз 10, дополнительные модули регулирования 11. Все указанные узлы, кроме датчиков напряжения и тока 3, которые являются выносными, размещены внутри единого корпуса 12.The adaptive energy-saving device contains a reactive power regulator 1, reactive power meter 2, voltage and current sensors 3 in each phase of the network, contactor modules 4, regulation modules 5, controllable adaptive reactive elements 6, adaptive harmonic compensator 7, interference sensors 8, difference meter phase 9, phase imbalance controller 10, additional regulation modules 11. All of these nodes, except for voltage and current sensors 3, which are remote, are located inside a single housing 12.

Функциональный состав дополнительных модулей регулирования 11 аналогичен модулям регулирования 5 и на чертеже не показан. Отличие заключается только в числе входящих в их состав управляемых адаптивных реактивных элементов, которое определяется в каждом конкретном случае по результатам предварительного обследования электрических сетей конкретного предприятия.The functional composition of additional control modules 11 is similar to control modules 5 and is not shown in the drawing. The difference lies only in the number of controlled adaptive reactive elements included in their composition, which is determined in each case according to the results of a preliminary survey of the electrical networks of a particular enterprise.

Адаптивное устройство энергосбережения работает следующим образом.Adaptive power saving device operates as follows.

В штатном режиме при изменении нагрузки в сети и связанного с этим изменении характера и уровня реактивной мощности, по сигналу с измерителя реактивной мощности 2, выработанному по информации с датчиков напряжения и тока 3, регулятором 1 формируется соответствующая управляющая команда на управляемые адаптивные реактивные элементы 6 модулей регулирования 5.In the normal mode, when the load in the network changes and the nature and level of reactive power associated with this changes, the signal from the reactive power meter 2 generated from the information from the voltage and current sensors 3, controller 1 generates a corresponding control command for the controlled adaptive reactive elements 6 of the modules regulation 5.

При этом каждый из управляемых адаптивных реактивных элементов 6, как и в устройстве, использованном в качестве прототипа, в своем составе содержит реактивный элемент, электронный коммутатор и контроллер, обеспечивающий подключение реактивных элементов (косинусных конденсаторов) в момент равенства напряжения сети с остаточным напряжением на косинусном конденсаторе, а также формирование информационного сигнала для регулятора реактивной мощности 1 о Moreover, each of the controlled adaptive reactive elements 6, as in the device used as a prototype, contains in its composition a reactive element, an electronic switch and a controller that provides the connection of reactive elements (cosine capacitors) at the moment of equal network voltage with the residual voltage on the cosine capacitor, as well as the formation of an information signal for a reactive power controller 1 o

завершении процесса коммутации. После чего регулятором реактивной мощности 1 формируется команда для соответствующего модуля контактора 4, обеспечивающего подключение модуля регулирования 5 к соответствующему линейному проводу.completion of the switching process. Then, the reactive power controller 1 generates a command for the corresponding module of the contactor 4, which provides the connection of the control module 5 to the corresponding linear wire.

После включения всех контакторов 4, регулятором реактивной мощности 1 выдается управляющий сигнал на контроллер перекоса фаз 10. Контроллер перекоса фаз 10 по информации, полученной из измерителя разности фаз 9, формирует команды для дополнительных модулей регулирования 11 (аналогичные по своему функциональному выполнению модулям регулирования 5) на подключение соответствующих номиналов межфазных реактивных элементов (косинусных конденсаторов), обеспечивающих балансировку фаз напряжений в линейных проводах. По завершению процесса регулирования сдвига фаз, с контроллера перекоса фаз 10 на регулятор реактивной мощности 1 выдается информационный сигнал. После этого регулятором реактивной мощности 1 осуществляется оценка изменение реактивной мощности, произошедшие вследствие изменения реактивного сопротивления дополнительных модулей регулирования 11 в процессе устранения перекоса фаз и, при необходимости (превышение уровня реактивной мощности выше заданного значения), выдается команда на управляемые адаптивные реактивные модули 6 регулировочных модулей 5 для уточнения компенсации реактивной мощности в сети. На этом цикл регулировки реактивной мощности и компенсации сдвига фаз завершается. Таким образом, компенсация реактивной мощности и компенсация сдвига фаз осуществляется последовательно двумя самостоятельными петлями регулирования с независимыми исполнительными элементами - модулями регулирования 5 и дополнительными модулями регулирования 11. При этом алгоритмом регулирования, заложенным в регулятор реактивной мощности 1, может быть предусмотрено выполнение описанного выше цикла в виде After all the contactors 4 are turned on, the reactive power controller 1 gives a control signal to the phase imbalance controller 10. The phase imbalance controller 10, according to the information received from the phase difference meter 9, generates commands for additional regulation modules 11 (similar to the functional execution of regulation modules 5) to connect the corresponding values of interphase reactive elements (cosine capacitors), providing balancing of the voltage phases in the linear wires. Upon completion of the phase shift control process, an information signal is issued from the phase shift controller 10 to the reactive power controller 1. After that, the reactive power controller 1 evaluates the change in reactive power that occurred as a result of a change in the reactance of the additional control modules 11 in the process of eliminating phase imbalance and, if necessary (exceeding the reactive power level above a predetermined value), a command is issued for controlled adaptive reactive modules 6 of the control modules 5 to clarify reactive power compensation in the network. This completes the cycle of reactive power adjustment and phase shift compensation. Thus, reactive power compensation and phase shift compensation are carried out sequentially by two independent control loops with independent actuators - control modules 5 and additional control modules 11. In this case, the control algorithm embedded in the reactive power controller 1 may provide for the execution of the above cycle in form

нескольких итераций, однако приоритетом является не превышение уровня реактивной мощности в сети заданного предела.several iterations, however, the priority is not to exceed the reactive power level in the network of a given limit.

После этого регулятором реактивной мощности 1 формируется управляющий сигнал на адаптивный компенсатор гармоник 7 для уточнения настройки входящих в его состав режекторных фильтров. При этом влияние адаптивного компенсатора гармоник 7 на уровень реактивной мощности в сети незначительно, что не требует последующей подстройки модулей регулирования 4 и дополнительных модулей регулирования 11.After that, the reactive power controller 1 generates a control signal to the adaptive harmonic compensator 7 to clarify the settings of its notch filters. In this case, the effect of the adaptive harmonic compensator 7 on the reactive power level in the network is insignificant, which does not require subsequent adjustment of the regulation modules 4 and additional regulation modules 11.

При кратковременных случайных отключениях напряжения сети с последующим включением, а также под воздействием других помех, превышающих заданный уровень, датчиками помех 8 формируется соответствующий сигнал, по которому регулятор 1 одновременно формирует сигнал на отключение контакторов 4 и соответствующий управляющий сигнал на управляемые адаптивные реактивные элементы 6 соответствующих модулей регулирования 5, что обеспечивает их оперативное отключение от соответствующих линейных проводов сети. При этом фильтром, входящим в состав датчиков 8, исключается выдача с них управляющих сигналов, длительность которых меньше времени срабатывания контакторов 4. После окончания действия помехи регулятором 1 формируется управляющая команда на включение соответствующих управляемых адаптивных реактивных элементов 6 блоков регулирования 5. По получении сигнала о завершении всех коммутаций в соответствующем модуле регулирования 6 регулятором реактивной мощности 1 формируется команда для соответствующего модуля контактора 4, обеспечивающего подключение модуля регулирования 5 к соответствующему линейному проводу.In case of short-term random blackouts of the mains voltage with subsequent switching on, as well as under the influence of other interferences exceeding the specified level, the interference signals 8 generate a corresponding signal, according to which the regulator 1 simultaneously generates a signal to turn off the contactors 4 and the corresponding control signal to the controlled adaptive reactive elements 6 of the corresponding regulation modules 5, which ensures their prompt disconnection from the corresponding linear wires of the network. In this case, the filter, which is part of the sensors 8, excludes the issuance of control signals from them, the duration of which is less than the response time of the contactors 4. After the end of the interference, the regulator 1 generates a control command to turn on the corresponding controlled adaptive reactive elements 6 of the control units 5. Upon receipt of a signal about the completion of all switching in the corresponding regulation module 6 by the reactive power controller 1 generates a command for the corresponding module of the contactor 4, providing connection of regulation module 5 to the corresponding line wire.

Таким образом, в предложенном техническом решении обеспечивается улучшение качества электрической энергии и повышение устойчивости функционирования за счет повышения точности компенсации реактивной Thus, the proposed technical solution provides improved quality of electric energy and increased stability of operation by increasing the accuracy of reactive compensation

мощности и уменьшения несимметрии межфазных напряжений, что позволит повысить надежность и время эксплуатации оборудования на предприятии.power and reduce the asymmetry of interphase voltages, which will improve the reliability and operating time of equipment at the enterprise.

Обеспечение коммутации реактивных элементов в модулях регулирования 4 и дополнительных модулей регулирования 11 в момент равенства остаточного напряжения на косинусных конденсаторах и коммутируемого напряжения позволит повысить надежность функционирования адаптивной системы энергосбережения.Ensuring the switching of reactive elements in the regulation modules 4 and additional regulation modules 11 at the moment of equal residual voltage on the cosine capacitors and the switched voltage will improve the reliability of the adaptive energy saving system.

В одной из конкретных реализаций адаптивное устройство энергосбережения выполнено на базе конструктивно законченного блока на базе металлического шкафа, подключаемого к линейным проводам сети через встроенный модуль защиты, включающий в себя блок предохранителей и ограничитель напряжения. В качестве измерителя реактивной мощности и измерителя сдвига фаз использован встроенный в блок мультиметр, дисплей которого выведен на переднюю панель корпуса блока, что позволяет обеспечивать оперативный визуальный контроль функционирования устройства. Питание слаботочных сетей осуществляется от встроенного источника бесперебойного питания. Блок регулятора реактивной мощности и контроллер перекоса фаз выполнены в виде единого контроллера, размещаемого внутри корпуса блока. Коммутаторы в управляемых адаптивных реактивных элементах выполнены на тиристорах с обеспечением оптронной развязки от цепи управления. В качестве реактивных элементов использованы косинусные конденсаторы. Датчики тока и напряжения включаются в комплект поставки адаптивного устройства энергосбережения, при этом они выполнены в виде выносных модулей и подключаются к блоку через разъемное соединение.In one of the specific implementations, the adaptive energy-saving device is based on a structurally completed unit based on a metal cabinet connected to the line wires of the network through an integrated protection module, which includes a fuse box and a voltage limiter. A multimeter built into the unit, the display of which is displayed on the front panel of the unit housing, is used as a reactive power meter and a phase shift meter, which allows for operational visual control of the operation of the device. Low-voltage networks are powered by an integrated uninterruptible power supply. The block of the reactive power regulator and the phase imbalance controller are made in the form of a single controller placed inside the block body. The switches in controlled adaptive reactive elements are made on thyristors with the provision of optocoupler isolation from the control circuit. As reactive elements, cosine capacitors are used. Current and voltage sensors are included in the scope of delivery of the adaptive energy saving device, while they are made in the form of external modules and are connected to the unit via a detachable connection.

Claims (1)

Адаптивное устройство энергосбережения, содержащее регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, входы которого подключаются к выходам датчиков напряжения и тока каждой из фаз сети, а выход которого подключен к соответствующему информационному входу регулятора реактивной мощности, модули контакторов, модули регуляторов, первые выводы n управляемых адаптивных реактивных элементов подключаются к проводу нейтрали сети, а вторые выводы через соответствующие модули контакторов подключаются к соответствующим линейным проводам сети, адаптивный компенсатор гармоник, входы которого подключаются к соответствующим линейным проводам сети, выход которого подключается к нейтрали сети, а информационный вывод которого подключен к соответствующему информационному выводу регулятора реактивной мощности, датчики помех, первые выводы которых подключаются к соответствующим линейным проводам сети, вторые выводы которых подключаются к проводу нейтрали сети, а информационные выходы которых подключены к соответствующим информационным входам регулятора реактивной мощности, при этом информационные выводы регулятора реактивной мощности соединены с информационными выводами управляемых адаптивных элементов каждого из модулей регулирования, отличающееся тем, что введены: измеритель разности фаз, информационные входы которого подключаются к выходам соответствующих датчиков напряжения и тока, контроллер перекоса фаз, информационный вход которого подключен к выходу измерителя разности фаз, дополнительные модули регулирования, каждый из которых содержит m управляемых адаптивных реактивных элементов, которые включаются между соответствующими линейными проводами сети, управляющие выводы которых соединены с соответствующими управляющими выводами контроллера перекоса фаз.An adaptive energy-saving device containing a reactive power regulator, a reactive power meter, the inputs of which are connected to the outputs of the voltage and current sensors of each phase of the network, and the output of which is connected to the corresponding information input of the reactive power regulator, contactor modules, regulator modules, the first outputs of n controlled adaptive reactive elements are connected to the neutral wire of the network, and the second conclusions through the corresponding contactor modules are connected to the corresponding linear network wires, adaptive harmonic compensation, the inputs of which are connected to the corresponding linear wires of the network, the output of which is connected to the neutral of the network, and the information output of which is connected to the corresponding information output of the reactive power regulator, interference sensors, the first conclusions of which are connected to the corresponding linear wires of the network, second the conclusions of which are connected to the neutral wire of the network, and the information outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the reactive regulator power, while the information outputs of the reactive power regulator are connected to the information outputs of the controlled adaptive elements of each of the control modules, characterized in that they are: a phase difference meter, the information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding voltage and current sensors, a phase imbalance controller, the information input of which connected to the output of the phase difference meter, additional control modules, each of which contains m controlled adaptive reactive elements in which are included between the respective linear network wires, control terminals which are connected to respective control terminals unbalanced phase controller.
RU2017140945U 2017-11-24 2017-11-24 ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM RU181451U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140945U RU181451U1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140945U RU181451U1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU181451U1 true RU181451U1 (en) 2018-07-16

Family

ID=62915197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140945U RU181451U1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU181451U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697259C1 (en) * 2019-02-27 2019-08-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for per-phase compensation of reactive power
RU2768366C1 (en) * 2021-10-27 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Device for balancing and compensation of reactive power

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2113753C1 (en) * 1996-09-25 1998-06-20 Нижегородский государственный технический университет Method for stabilization and regulation of characteristics of electric power in three- phase supply lines and device which implements said method
RU31695U1 (en) * 2003-04-07 2003-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет им. В.П.Горячкина" Reactive power compensation device
RU51795U1 (en) * 2005-10-10 2006-02-27 Георгий Анатольевич Коржавин REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE
RU2561192C1 (en) * 2014-03-26 2015-08-27 Лослес Энерджи Систем АГ DEVICE OF CENTRALISED COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN n-PHASE HIGH-VOLTAGE NETWORK
RU2586061C2 (en) * 2014-02-18 2016-06-10 Дмитрий Алексеевич Малинин Method and device for control of adaptive energy-saving system of n-phase network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2113753C1 (en) * 1996-09-25 1998-06-20 Нижегородский государственный технический университет Method for stabilization and regulation of characteristics of electric power in three- phase supply lines and device which implements said method
RU31695U1 (en) * 2003-04-07 2003-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет им. В.П.Горячкина" Reactive power compensation device
RU51795U1 (en) * 2005-10-10 2006-02-27 Георгий Анатольевич Коржавин REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE
RU2586061C2 (en) * 2014-02-18 2016-06-10 Дмитрий Алексеевич Малинин Method and device for control of adaptive energy-saving system of n-phase network
RU2561192C1 (en) * 2014-03-26 2015-08-27 Лослес Энерджи Систем АГ DEVICE OF CENTRALISED COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN n-PHASE HIGH-VOLTAGE NETWORK

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697259C1 (en) * 2019-02-27 2019-08-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for per-phase compensation of reactive power
RU2768366C1 (en) * 2021-10-27 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Device for balancing and compensation of reactive power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU181451U1 (en) ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM
CN103178527B (en) Voltage deviation adjustor
RU144504U1 (en) REVERSE CENTRALIZED COMPENSATION DEVICE
CN104158518A (en) Self energy taking power supply device
CN110535139B (en) Broad width pressure regulating device
CN112564508B (en) Power module online replacement control device and method for power electronic transformer system
RU2561192C1 (en) DEVICE OF CENTRALISED COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN n-PHASE HIGH-VOLTAGE NETWORK
US9859049B2 (en) System for reducing electrical consumption with triple core iterative transformers
Ramamurthy et al. Mitigation of motor starting voltage sags using distribution-class statcom
CN108988454B (en) Energy storage type bus circuit structure and direct-current power supply system
CN102723724B (en) A kind of novel static dynamic reactive generator device and method thereof
US9257844B2 (en) Arrangement and method for reactive power compensation
US20150256090A1 (en) Systems for reducing electrical consumption using triple core iterative transformers
RU2697259C1 (en) Device for per-phase compensation of reactive power
RU2467448C1 (en) Capacitor plant for automatic compensation of reactive power
RU187306U1 (en) ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK
Bhardwaj et al. Installation of Automatically Controlled Compensation Banks
CN106291295B (en) Chain-end withstand voltage test method for chained STATCOM converter chain
CN210923901U (en) Valve unit aging device
RU2586061C2 (en) Method and device for control of adaptive energy-saving system of n-phase network
CN203911481U (en) Building block heat overlap type active electric power filtering device
Patel et al. Mitigation of voltage fluctuation in distribution system using Sen transformer with variable loading conditions
AU2018281528B2 (en) Power supply system and control device
RU174881U1 (en) ENERGY-SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK
JP2016129474A (en) Voltage imbalance suppression device