RU187306U1 - ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK - Google Patents

ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK Download PDF

Info

Publication number
RU187306U1
RU187306U1 RU2018104789U RU2018104789U RU187306U1 RU 187306 U1 RU187306 U1 RU 187306U1 RU 2018104789 U RU2018104789 U RU 2018104789U RU 2018104789 U RU2018104789 U RU 2018104789U RU 187306 U1 RU187306 U1 RU 187306U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
reactive elements
reactive
switches
elements
Prior art date
Application number
RU2018104789U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Михайлович Петров
Виктор Иванович Самохин
Дмитрий Викторович Самохин
Евгений Евгеньевич Бабкин
Зоя Анатольевна Рудай
Original Assignee
Иван Михайлович Петров
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 Иван Михайлович Петров filed Critical Иван Михайлович Петров
Priority to RU2018104789U priority Critical patent/RU187306U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU187306U1 publication Critical patent/RU187306U1/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
    • 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

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, обеспечивающим энергосбережение за счет повышения качества электроэнергии в 3-х фазных сетях предприятия в условиях переменных нагрузок.Технический результат в заявленном устройстве энергосбережения заключается в улучшении качества тока в сети за счет: повышения быстродействия процессов компенсации реактивной мощности и симметрирования напряжений в условиях переменных нагрузок; уменьшения перегрузок реактивных элементов и элементов коммутации.В устройстве реактивные элементы разделяют по функциональному признаку на две группы - первая группа реактивных элементов на начальном этапе регулирования включается между фазными проводами и общей шиной, при этом реактивные элементы в ней коммутируются в соответствии с алгоритмом компенсации реактивной мощности, после завершения процесса регулирования реактивные элементы этой группы включаются по схеме «звезда» с изолированной нейтралью и коммутируются только по алгоритму компенсации «перекоса фаз», при этом включается регулирование второй группы реактивных элементов, подключенных между фазными проводами и нейтралью, только по алгоритму компенсации реактивной мощности.Устройство содержит первую группу реактивных элементов 1, первую группу коммутаторов 3, контактор 6, вторую группу реактивных элементов 7, вторую группу коммутаторов 9, блок регулирования 11, измеритель реактивной мощности 12, измеритель разности фаз 13, первый, второй и третий блоки датчиков 14, 15, 16, формирователь управляющего сигнала 17, переключатель 18. 4 ил.The invention relates to electrical engineering, and in particular to devices that provide energy saving by improving the quality of electricity in 3-phase networks of the enterprise under variable loads. The technical result in the claimed energy saving device is to improve the quality of current in the network by: increasing the speed of reactive compensation processes power and voltage balancing in conditions of variable loads; reduce overloads of reactive elements and switching elements. In the device, reactive elements are divided into two groups according to a functional feature - the first group of reactive elements at the initial stage of regulation is connected between phase wires and a common bus, while reactive elements in it are switched in accordance with the reactive power compensation algorithm , after completion of the regulation process, the reactive elements of this group are switched on according to the "star" scheme with an isolated neutral and are switched only by a according to the “phase imbalance” compensation algorithm, the regulation of the second group of reactive elements connected between the phase wires and the neutral is turned on only according to the reactive power compensation algorithm. The device contains the first group of reactive elements 1, the first group of switches 3, contactor 6, the second group of reactive elements 7, a second group of switches 9, a control unit 11, a reactive power meter 12, a phase difference meter 13, the first, second and third sensor blocks 14, 15, 16, a control signal shaper 1 7, switch 18. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам, обеспечивающим энергосбережение за счет повышения качества электроэнергии в 3-х фазных сетях предприятия в условиях переменных нагрузок.The utility model relates to electrical engineering, namely to devices that provide energy saving by improving the quality of electricity in 3-phase enterprise networks under variable loads.

Основными направлениями энергосбережения на предприятии являются повышения качества электроэнергии путем компенсации реактивной мощности и снижение несимметрии питающих токов и напряжений сети.The main areas of energy conservation at the enterprise are improving the quality of electricity by compensating reactive power and reducing the asymmetry of supply currents and network voltages.

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. Повышенная загрузка сетей реактивным током приводит также к понижению напряжения в сети, а резкие колебания реактивной мощности - к колебаниям напряжения в сети. При этом у трансформаторов при уменьшении cosϕ уменьшается пропускная способность по активной мощности вследствие увеличения реактивной нагрузки, а у электроприемников предприятия снижается производительность и даже нарушается работоспособность.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. Increased load of networks with reactive current also leads to a decrease in voltage in the network, and sharp fluctuations in reactive power lead to voltage fluctuations in the network. At the same time, with a decrease in cosϕ, transformers decrease the active power transmission capacity due to an increase in reactive load, while the power of the enterprise decreases productivity and even breaks performance.

При нарушении симметрии («перекосе фаз») происходит недоиспользование пропускной способности трехфазных элементов сети, возникают дополнительные потери мощности в обмотках электрических машин, особенно асинхронных двигателей - даже небольшая асиметрия напряжения в единицы процентов на зажимах асинхронного двигателя приводит к значительному увеличению потерь мощности, что в свою очередь, вызывает дополнительный нагрев обмоток и снижение срока их службы, а общие потери возрастают в 1,5 раза и, соответственно, растет потребляемый ток. Еще одно отрицательное действие несимметрии напряжения выражается в возникновении дополнительной вибрации, вследствие чего сокращается срок службы отдельных деталей двигателей, в том числе и его обмоток. Однофазные электроприемники на предприятии воспринимают несимметрию напряжения как его значительное отклонения от номинального со всеми вытекающими последствиями.If symmetry is broken (“phase imbalance”), the capacity of three-phase network elements is underutilized, additional power losses occur in the windings of electric machines, especially asynchronous motors - even a small voltage asymmetry of a few percent at the terminals of an induction motor leads to a significant increase in power losses, which in turn, it causes additional heating of the windings and a decrease in their service life, and the total losses increase by 1.5 times and, accordingly, the current consumption increases. Another negative effect of voltage unbalance is expressed in the occurrence of additional vibration, as a result of which the service life of individual engine parts, including its windings, is reduced. Single-phase electrical receivers at the enterprise perceive voltage asymmetry as its significant deviation from the nominal with all the ensuing consequences.

Из уровня техники известено (пат. US 7183752 В2 от 27.02.2007 г.) устройство энергосбережения в котором обеспечивается динамическая адаптация системы энергосбережения при изменении нагрузки путем коммутации нескольких расположенных параллельно друг другу реактивных элементов. При этом для подключения реактивных элементов к рабочему напряжению их сначала подключают последовательно друг за другом к рабочему напряжению через добавочное сопротивление. Только после этого реактивные элементы подключают к рабочему напряжению без добавочного сопротивления. Это позволяет, как обеспечить автоматическую компенсацию реактивной мощности, так и защитить реактивные элементы от перенапряжений. Недостатком данного способа и устройства является отсутствие возможности системы к изменению межфазных сдвигов в 3-х фазной сети, а также потери мощности в добавочных сопротивлениях.It is known from the prior art (US Pat. US 7183752 B2 of February 27, 2007) that an energy-saving device in which dynamic adaptation of the energy-saving system is provided when the load changes by switching several reactive elements located parallel to each other. Moreover, to connect the reactive elements to the operating voltage, they are first connected in series with each other to the operating voltage through an additional resistance. Only after this, the reactive elements are connected to the operating voltage without additional resistance. This allows both automatic compensation of reactive power and protection of reactive elements from overvoltages. The disadvantage of this method and device is the inability of the system to change interfacial shifts in a 3-phase network, as well as power loss in additional resistances.

Известен (пат. US 8339111 В2 от 25.12. 2012 г.) компенсатор реактивной мощности, выполненный с использованием трех групп коммутируемых косинусных конденсаторов. При этом коммутация косинусных конденсаторов осуществляется управляемыми тирристорными ключами, что позволяет в значительной степени повысить быстродействие и надежность функционирования устройства. Однако в нем отсутствует функциональная возможность устранения «перекоса фаз».Known (US Pat. US 8339111 B2 dated December 25, 2012) is a reactive power compensator made using three groups of switched cosine capacitors. In this case, the switching of cosine capacitors is carried out by controlled thyristor keys, which can significantly increase the speed and reliability of the device. However, it lacks the functional ability to eliminate “phase imbalance”.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному, является устройство энергосбережения (пат РФ №2229766 от 27.05.2004) в котором обеспечивается компенсация реактивной мощности и регулировка симметрирования путем управления коммутацией элементов трех пофазных батарей косинусных конденсаторов. Положительной отличительной особенностью известного способа и устройства, принятого за прототип, является также то, что в нем в качестве средства компенсации используются косинусные конденсаторы, что позволяет обеспечить минимизацию потерь в регулирующих элементах.The closest in technical essence to the claimed one is an energy-saving device (RF Pat. No. 2229766 dated 05/27/2004) in which reactive power compensation and balancing adjustment are provided by controlling the switching of the elements of three phase-by-phase cosine capacitor banks. A positive distinguishing feature of the known method and device adopted for the prototype is that it uses cosine capacitors as a means of compensation, which helps to minimize losses in the regulatory elements.

Однако недостатками данного устройства являются:However, the disadvantages of this device are:

- низкая точность компенсации реактивной мощности и симметрирования напряжений, обусловленная, прежде всего тем, что и компенсация реактивной мощности и симметрирование межфазных напряжений производятся одной и той же совокупностью ограниченного числа реактивных элементов;- low accuracy of reactive power compensation and voltage balancing, due primarily to the fact that reactive power compensation and phase-to-phase balancing are performed by the same combination of a limited number of reactive elements;

- возможность выхода из строя косинусных конденсаторов в момент подключения их к фазным проводам, при значительном перекосе фаз, когда межфазные напряжения могут возрасти в 1,5-2 раза от номинальных;- the possibility of failure of the cosine capacitors at the time of their connection to the phase wires, with a significant phase imbalance, when the interphase voltages can increase by 1.5-2 times from the nominal;

- низкое быстродействие регулирования вследствие отсутствия системы автоматического управления.- low speed control due to the lack of an automatic control system.

Технической задачей заявленного изобретения является улучшение качества электрической энергии и повышение устойчивости функционирования за счет повышения точности компенсации реактивной мощности и несимметрии межфазных напряжений, а также обеспечения защиты реактивных элементов от перенапряжений.The technical task of the claimed invention is to improve the quality of electric energy and increase the stability of operation by improving the accuracy of reactive power compensation and the asymmetry of interphase voltages, as well as ensuring the protection of reactive elements from overvoltage.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство энергосбережения в 3-х фазной сети с нулевым проводом, содержащее первую группу реактивных элементов, первые выводы которых подключены к соответствующим фазным проводам 3-х фазной сети, первую группу коммутаторов, первые выводы которых подключены ко вторым выводам соответствующих из первой группы реактивных элементов, вторую группу реактивных элементов, вторую группу коммутаторов, первые выводы которых подключены к первым выводам соответствующих из второй группы реактивных элементов, контактор, первый вывод которого подключен к проводу нейтрали, введены блок регулирования, мултиплексор, измеритель реактивной мощности, информационный выход которого подключен к первому входу переключателя, измеритель разности фаз, информационный выход которого подключен ко второму входу переключателя, первый, второй и третий блоки датчиков, которые включены между соответствующими фазными проводами и нагрузкой, а информационные выходы которых, подключены к соответствующим информационным входам измерителя реактивной мощности и измерителя разности фаз, формирователь управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу контактора, первая группа выходов блока регулирования, подключена к входам управления соответствующих из первой группы коммутаторов,, вторая группа выходов блока регулирования подключена к управляющим входам соответствующих из коммутаторов второй группы, выход переключения режима блока управления соединен с управляющими входами переключателя и формирователя управляющего напряжения, первый и второй выходы переключателя соединены с соответственно со с первым и вторым информационными входами блока управления, вторые выводы первой группы коммутаторов объединены и подключены ко второму входу контактора, вторые выводы второй группы реактивных элементов подключены к соответствующим фазным проводам 3-х фазной сети, вторые выводы второй группы коммутаторов объединены и подключены к проводу нейтрали, каждый из коммутаторов первой группы коммутаторов выполнен в виде совокупности из n единичных коммутаторов, каждый из коммутаторов второй группы коммутаторов выполнен в виде совокупности из m единичных коммутаторов, каждый из реактивных элементов первой группы реактивных элементов выполнен в виде совокупности n единичных реактивных элементов, каждый из реактивных элементов второй группы реактивных элементов выполнен в виде совокупности m единичных реактивных элементов, при этом каждый из единичных реактивных элементов первой и второй групп реактивных элементов содержат итеративный трансформатор, начала первичных и вторичных обмоток которого являются соответственно первым и вторым выводом единичного реактивного элемента, а также косинусный конденсатор, который включен между концами первичной и вторичной обмоток итеративного трансформатора, где n>1 и m>1.The problem is solved due to the fact that the energy-saving device in a 3-phase network with a zero wire contains the first group of reactive elements, the first conclusions of which are connected to the corresponding phase wires of the 3-phase network, the first group of switches, the first conclusions of which are connected to the second conclusions of the corresponding from the first group of reactive elements, the second group of reactive elements, the second group of switches, the first conclusions of which are connected to the first conclusions of the corresponding from the second group of reactive electric a contactor, the first output of which is connected to the neutral wire, a control unit, a multiplexer, a reactive power meter, the information output of which is connected to the first input of the switch, a phase difference meter, the information output of which is connected to the second input of the switch, the first, second and third blocks are introduced sensors that are connected between the corresponding phase wires and the load, and whose information outputs are connected to the corresponding information inputs of the reactive meter a phase difference meter, a control signal generator, the output of which is connected to the control input of the contactor, the first group of outputs of the control unit is connected to the control inputs of the corresponding from the first group of switches, the second group of outputs of the control unit is connected to the control inputs of the corresponding from the switches of the second group, the control mode switch output is connected to the control inputs of the switch and the driver of the control voltage, the first and second outputs of the switch connected to the first and second information inputs of the control unit, respectively, the second terminals of the first group of switches are connected and connected to the second input of the contactor, the second terminals of the second group of reactive elements are connected to the corresponding phase wires of the 3-phase network, the second terminals of the second group of switches are combined and connected to the neutral wire, each of the switches of the first group of switches is made in the form of a combination of n unit switches, each of the switches of the second group of switches in made in the form of a set of m unit switches, each of the reactive elements of the first group of reactive elements is made in the form of a set of n unit reactive elements, each of the reactive elements of the second group of reactive elements is made in the form of a set of m unit reactive elements, with each of the single reactive elements the first and second groups of reactive elements contain an iterative transformer, the beginning of the primary and secondary windings of which are the first and second output, respectively a single reactive element, as well as a cosine capacitor, which is connected between the ends of the primary and secondary windings of an iterative transformer, where n> 1 and m> 1.

Технический результат в заявленном способе и устройстве энергосбережения заключается улучшении качества тока в сети за счет: повышения быстродействия процессов компенсации реактивной мощности и симметрирования напряжений в условиях переменных нагрузок; уменьшения перегрузок реактивных элементов и элементов коммутации по причине снижения зарядно-разрядных токов и, как следствие, повышение надежности функционирования устройства энергосбережения. В отличие от способа и устройства, использованных в качестве прототипа, в предложенном изобретении процессы регулирования компенсации реактивной мощности и симметрирования являются слабо коррелированными, так как выполняются двумя фактически автономными контурами, что также повышает быстродействие и точность регулирования, и как следствие - повышение качества тока в сети и улучшение параметров энергосбережения.The technical result in the claimed method and device for energy conservation is to improve the quality of current in the network due to: increase the speed of reactive power compensation and voltage balancing under variable loads; reduce overloads of reactive elements and switching elements due to a decrease in charge-discharge currents and, as a result, increase the reliability of the energy-saving device. In contrast to the method and device used as a prototype, in the proposed invention, the processes for regulating reactive power compensation and balancing are weakly correlated, since they are performed by two actually autonomous circuits, which also improves the speed and accuracy of regulation, and as a result, improves the quality of current in network and improving energy saving options.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются 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 изобретения. Питание функциональных блоков может осуществляться от внешнего источника бесперебойного питания, который на чертежах не показан.The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are 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 claims and the description of the invention. The power of the functional blocks can be carried out from an external uninterruptible power supply, which is not shown in the drawings.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства энергосбережения, являющаяся одним из возможных вариантов реализации предложенного способа энергосбережения.In FIG. 1 shows a functional diagram of an energy saving device, which is one of the possible options for implementing the proposed method of energy saving.

реактивные элементы разделяют по функциональному признаку на две группы - первая группа реактивных элементов на начальном этапе регулирования включается между фазными проводами и общей шиной, при этом реактивные элементы в ней коммутируются в соответствии с алгоритмом компенсации реактивной мощности, после завершения процесса регулирования реактивные элементы этой группы включаются по схеме «звезда» с изолированной нейтралью и коммутируются только по алгоритму компенсации «перекоса фаз», при этом включается регулирование второй группы реактивных элементов, подключенных между фазными проводами и нейтралью, только по алгоритму компенсации реактивной мощности.reactive elements are divided by functional feature into two groups - at the initial stage of regulation, the first group of reactive elements is connected between the phase wires and the common bus, while the reactive elements in it are switched in accordance with the reactive power compensation algorithm, after completion of the regulation process, the reactive elements of this group are turned on according to the "star" scheme with isolated neutral and are switched only according to the "phase imbalance" compensation algorithm, while the regulation of the second uppy reactive elements connected between the phase conductors and neutral, only using the algorithm of reactive power compensation.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема реализации единичного реактивного элемента из первой группы реактивных элементов 1 и второй группы реактивных элементов 7. Единичный реактивный элемент содержит итеративный трансформатор 19 и косинусный конденсатор 20.In FIG. 2 is a schematic diagram of the implementation of a single reactive element from the first group of reactive elements 1 and the second group of reactive elements 7. The single reactive element contains an iterative transformer 19 and a cosine capacitor 20.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема единичного коммутатора из первой группы коммутаторов 3 и второй группы коммутаторов 9. Единичный коммутатор содержит силовой семистор 21, первый резистор 22, второй резистор 23 и оптронный семистор 24.In FIG. 3 is a schematic diagram of a single switch from the first group of switches 3 and the second group of switches 9. The single switch contains a power heistor 21, a first resistor 22, a second resistor 23, and an optocouple seistor 24.

На фиг. 4 приведена структурная схема возможной реализации первой группы реактивных элементов 1 и первой группы коммутаторов 3. Каждый из реактивных элементов 2 первой группы реактивных элементов 1 выполнен в виде совокупности из n единичных реактивных элементов 21 - 2n. Каждый из коммутаторов 4 первой группы коммутаторов 3 выполнен в виде совокупности из n единичных коммутаторов 41 - 4n. Реализация второй группы реактивных элементов 7 и второй группы коммутаторов аналогична, отличие заключается только в числе единичных элементов, которое равно m, а также подключению вторых выводов непосредственно к нейтрали.In FIG. 4 is a structural diagram of the possible implementation of the first group of reactive elements 1 and the first group of switches 3. Each of the reactive elements 2 of the first group of reactive elements 1 is made in the form of a combination of n single reactive elements 2 1 - 2n. Each of the switches 4 of the first group of switches 3 is made in the form of a combination of n unit switches 4 1 - 4n. The implementation of the second group of reactive elements 7 and the second group of switches is similar, the difference is only in the number of unit elements, which is equal to m, as well as the connection of the second conclusions directly to the neutral.

Устройство энергосбережения работает следующим образом.The power saving device operates as follows.

В исходном состоянии все единичные коммутаторы 21 - 2n первой группы коммутаторов 1 и единичные коммутаторы 101 - 10m второй группы коммутаторов 9 выключены (разомкнуты), а контактор 6 включен (замкнут). При включении питания модулей устройства энергосбережения, измеритель реактивной мощности 12 и измеритель разности фаз 13 по сигналам с, первого второго и третьего блока датчиков 14, 15, 16 формируют информацию о величине реактивной мощности в каждой из фаз и величине межфазового сдвига, которая поступает на первый второй информационные входы блока переключателя 18. На начальном этапе переключатель 18 обеспечивает подачу сигнала с измерителя реактивной мощности 12 на второй вход блока управления 11 в соответствии с которым блок регулирования 11 формирует управляющие сигналы на последовательное включение единичных реактивных элементов 21 - 2n из первой группы реактивных элементов 1 по алгоритму уменьшения значения реактивной мощности в каждой из фаз. При этом на первом информационном входе блока управления 11 управляющий сигнал отсутствует. После того как с блока управления 11 будут выданы команды на включение единичных реактивных элементов 21 - 2n в каждом из реактивных элементов 2 первой группы реактивных элементов 1, по сигналу с выхода переключения режима блока управления 11, включается контактор 6 при этом реактивные элементы 2 первой группы реактивных элементов 1 отключаются от провода «нейтрали» и включаются по схеме «звезда». Контактор 6 может быть выполнен в виде электромеханического контактора и должен иметь большее время включения, чем единичные коммутаторы первой группы коммутаторов 3. Такая последовательность включения реактивных элементов 2 первой группы реактивных элементов 1 (сначала по схеме «фазных», а затем «межфазных») позволяет значительно снизить перенапряжения, как на них, так и на элементах коммутаторов 4 первой группы коммутаторов 3 и повысить надежность функционирования устройства энергосбережения.In the initial state, all unit switches 2 1 - 2n of the first group of switches 1 and unit switches 10 1 - 10m of the second group of switches 9 are turned off (open), and the contactor 6 is turned on (closed). When the power is turned on for the modules of the energy-saving device, the reactive power meter 12 and the phase difference meter 13 using the signals from the first, second and third block of sensors 14, 15, 16 generate information about the magnitude of the reactive power in each phase and the magnitude of the interphase shift that is transmitted to the first the second information inputs of the switch unit 18. At the initial stage, the switch 18 provides a signal from the reactive power meter 12 to the second input of the control unit 11 in accordance with which the control unit 11 ormiruet control signals to the series connection of individual reactive elements 2 1 - 2n of the first group of reactive elements 1 according to the algorithm reducing the reactive power values in each of the phases. In this case, at the first information input of the control unit 11, the control signal is absent. After commands are issued from the control unit 11 to turn on the single reactive elements 2 1 - 2n in each of the reactive elements 2 of the first group of reactive elements 1, by the signal from the output of the switching mode of the control unit 11, the contactor 6 is turned on while the reactive elements 2 of the first groups of reactive elements 1 are disconnected from the neutral wire and switched on according to the star circuit. The contactor 6 can be made in the form of an electromechanical contactor and should have a longer turn-on time than single switches of the first group of switches 3. This sequence of switching on the reactive elements 2 of the first group of reactive elements 1 (first according to the “phase” and then “interphase” circuit) significantly reduce overvoltage, both on them and on the elements of the switches 4 of the first group of switches 3 and to increase the reliability of the energy-saving device.

Сигнал с выхода переключения режима поступает также на управляющий вход переключателя 18, который обеспечивает подачу сигнала с выхода измерителя реактивной мощности 12 на первый информационный вход блока управления 11, а сигнала с измерителя разности фаз 13 - на второй информационный вход блока управления 11. При этом блок регулирования 11 изменяет алгоритм управления с одноконтурного на двухконтурный - коммутация единичных реактивных элементов 21 - 2n первой группы реактивных элементов 1 производится по информационным сигналам с выхода измерителя разности фаз 13, а коммутация единичных реактивных элементов 8i- 8m второй группы реактивных элементов 7 производится по информационным сигналам с измерителя реактивной мощности 12. Это позволяет обеспечить повышение точности компенсации реактивной мощности и симметрирования фаз, и, как следствие - повышение качества электрической энергии на предприятии.The signal from the mode switching output is also fed to the control input of the switch 18, which provides a signal from the output of the reactive power meter 12 to the first information input of the control unit 11, and the signal from the phase difference meter 13 to the second information input of the control unit 11. adjustment 11 modifies single loop control algorithm for bypass - commutation single reactive elements 2 1 - 2n of the first group of reactive elements 1 made of information signals from the output of measurable phase difference 13, and switching of single reactive elements 8-8m of the second group of reactive elements 7 is carried out by information signals from a reactive power meter 12. This allows to increase the accuracy of reactive power compensation and phase balancing, and, as a result, to improve the quality of electric energy by enterprise.

Включение итеративных трансформаторов 19 (фиг. 2) позволяет обеспечить дополнительную защиту косинусных конденсаторов 20 от перегрузок по зарядно-разрядным токам. Кроме того, итеративный трансформатор 19 является также элементом обеспечивающим компенсацию реактивной мощности и сдвига фаз, что позволят обеспечить более эффективное решение поставленной задачи. Реализация итеративного трансформатора 19 может быть выполнена в соответствии решениями, предложенными в Патенте США №7573253 от 11.08.2009.The inclusion of iterative transformers 19 (Fig. 2) allows for additional protection of the cosine capacitors 20 from overloads on charge-discharge currents. In addition, iterative transformer 19 is also an element providing compensation of reactive power and phase shift, which will provide a more efficient solution to the problem. The implementation of iterative transformer 19 can be performed in accordance with the solutions proposed in US Patent No. 7573253 of 08/11/2009.

Единичные коммутаторы 41 - 4n первой группы коммутаторов 3 и единичные коммутаторы 101 - 10m второй группы коммутаторов 9 (фиг. 4) выполнены на силовом семисторе 21, включаемом оптронным семистором 24. При этом первый резистор 22, второй резистор 23 и оптронный семистор 24 образуют управляемый делитель напряжения, задающий необходимый режим функционирования силового семистора 21.Single switches 4 1 - 4n of the first group of switches 3 and single switches 10 1 - 10m of the second group of switches 9 (Fig. 4) are made on the power heistor 21, which is included by the optocoupler semistor 24. In this case, the first resistor 22, the second resistor 23 and the optocoupler semistor 24 form a controlled voltage divider that sets the necessary mode of operation of the power heistor 21.

Формирователь управляющего сигнала 17 обеспечивает формирование необходимого напряжения для включения контактора 7. В простейшем случае он может быть выполнен в виде усилителя мощности управляющего сигнала поступающего из блока управления 11.The driver of the control signal 17 provides the formation of the necessary voltage to turn on the contactor 7. In the simplest case, it can be made in the form of a power amplifier of the control signal coming from the control unit 11.

Блок управления 11, формирователь управляющего сигнала 17 и переключатель 18 могут быть выполнены на базе единого контроллера.The control unit 11, the driver of the control signal 17 and the switch 18 can be performed on the basis of a single controller.

Claims (1)

Устройство энергосбережения для 3-х фазной сети, содержащее первую группу реактивных элементов, первые выводы которых подключены к соответствующим фазным проводам 3-х фазной сети, первую группу коммутаторов, первые выводы которых подключены ко вторым выводам соответствующих из первой группы реактивных элементов, вторую группу реактивных элементов, вторую группу коммутаторов, первые выводы которых подключены к первым выводам соответствующих из второй группы реактивных элементов, контактор, первый вывод которого подключен к проводу нейтрали, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества электрической энергии и повышения надежности функционирования, в него введены блок регулирования, переключатель, измеритель реактивной мощности, информационный выход которого подключен к первому входу переключателя, измеритель разности фаз, информационный выход которого подключен ко второму входу переключателя, первый, второй и третий блоки датчиков, которые включены между соответствующими фазными проводами и нагрузкой, а информационные выходы которых подключены к соответствующим информационным входам измерителя реактивной мощности и измерителя разности фаз, формирователь управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу контактора, первая группа выходов блока регулирования подключена к входам управления соответствующих из первой группы коммутаторов, вторая группа выходов блока регулирования подключена к управляющим входам соответствующих из коммутаторов второй группы, выход переключения режима блока регулирования соединен с управляющими входами переключателя и формирователя управляющего сигнала, первый и второй выходы переключателя соединены с соответственно первым и вторым информационными входами блока регулирования, вторые выводы первой группы коммутаторов объединены и подключены ко второму входу контактора, вторые выводы второй группы реактивных элементов подключены к соответствующим фазным проводам 3-х фазной сети, вторые выводы второй группы коммутаторов объединены и подключены к проводу нейтрали, каждый из коммутаторов первой группы коммутаторов выполнен в виде совокупности из n единичных коммутаторов, каждый из коммутаторов второй группы коммутаторов выполнен в виде совокупности из m единичных коммутаторов, каждый из реактивных элементов первой группы реактивных элементов выполнен в виде совокупности n единичных реактивных элементов, каждый из реактивных элементов второй группы реактивных элементов выполнен в виде совокупности m единичных реактивных элементов, при этом каждый из единичных реактивных элементов первой и второй групп реактивных элементов содержат итеративный трансформатор, начала первичных и вторичных обмоток которого являются соответственно первым и вторым выводом единичного реактивного элемента, а также косинусный конденсатор, который включен между концами первичной и вторичной обмоток итеративного трансформатора, где n>1 и m>1.An energy-saving device for a 3-phase network containing the first group of reactive elements, the first conclusions of which are connected to the corresponding phase wires of the 3-phase network, the first group of switches, the first conclusions of which are connected to the second conclusions of the corresponding from the first group of reactive elements, the second group of reactive elements, the second group of switches, the first conclusions of which are connected to the first conclusions of the corresponding from the second group of reactive elements, a contactor, the first conclusion of which is connected to the wire trawl, characterized in that, in order to improve the quality of electric energy and increase the reliability of operation, a control unit, a switch, a reactive power meter, the information output of which is connected to the first input of the switch, a phase difference meter, the information output of which is connected to the second input are introduced into it switch, the first, second and third blocks of sensors that are connected between the corresponding phase wires and the load, and the information outputs of which are connected to the corresponding the information inputs of the reactive power meter and phase difference meter, a control signal generator, the output of which is connected to the control input of the contactor, the first group of outputs of the control unit is connected to the control inputs of the corresponding from the first group of switches, the second group of outputs of the control unit is connected to the control inputs of the corresponding switches of the second group, the switching output of the control unit mode is connected to the control inputs of the switch and the driver shaper signal, the first and second outputs of the switch are connected to the first and second information inputs of the control unit, the second outputs of the first group of switches are combined and connected to the second input of the contactor, the second outputs of the second group of reactive elements are connected to the corresponding phase wires of the 3-phase network, the second the conclusions of the second group of switches are combined and connected to the neutral wire, each of the switches of the first group of switches is made in the form of a set of n unit switches , each of the switches of the second group of switches is made in the form of a set of m unit switches, each of the reactive elements of the first group of reactive elements is made in the form of a set of n unit reactive elements, each of the reactive elements of the second group of reactive elements is made in the form of a set of m unit reactive elements, each of the individual reactive elements of the first and second groups of reactive elements contain an iterative transformer, the beginning of the primary and secondary windings of the cat cerned are respectively first and second terminal reactive element unit and cosine capacitor which is connected between the ends of the primary and secondary windings of the transformer iterative, wherein n> 1 and m> 1.
RU2018104789U 2018-02-08 2018-02-08 ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK RU187306U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104789U RU187306U1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104789U RU187306U1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU187306U1 true RU187306U1 (en) 2019-03-01

Family

ID=65678860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104789U RU187306U1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU187306U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198749U1 (en) * 2019-11-06 2020-07-28 Ооо "Интэкс" 3-PHASE ENERGY SAVING DEVICE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1718325A1 (en) * 1988-05-25 1992-03-07 Тольяттинский политехнический институт Three-phase device for stepwise regulation, compensation and balancing
RU2229766C1 (en) * 2002-10-07 2004-05-27 Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина Balancing and reactive power correction device
US8339111B2 (en) * 2009-03-18 2012-12-25 Mitsubishi Electric Corporation Reactive power compensator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1718325A1 (en) * 1988-05-25 1992-03-07 Тольяттинский политехнический институт Three-phase device for stepwise regulation, compensation and balancing
RU2229766C1 (en) * 2002-10-07 2004-05-27 Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина Balancing and reactive power correction device
US8339111B2 (en) * 2009-03-18 2012-12-25 Mitsubishi Electric Corporation Reactive power compensator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198749U1 (en) * 2019-11-06 2020-07-28 Ооо "Интэкс" 3-PHASE ENERGY SAVING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10608545B2 (en) Power management utilizing synchronous common coupling
JP6951222B2 (en) Power converter and power conversion system
US9553526B2 (en) Bypassed cascaded cell converter
Gwon et al. Mitigation of voltage unbalance by using static load transfer switch in bipolar low voltage DC distribution system
US10199954B2 (en) Voltage source converter
JP2014507105A (en) Multi-phase distribution network load balancer
JP5367252B2 (en) AC voltage control method
JP2000228826A (en) Power supply device according to quality
Sharaf et al. A novel dynamic capacitor compensator/green plug scheme for 3phase-4 wire utilization loads
WO2003098771A1 (en) Dynamic series voltage compensator with current sharing static switch
EP3480913B1 (en) Series compensation device applicable to double-circuit line
RU187306U1 (en) ENERGY SAVING DEVICE FOR 3-PHASE NETWORK
RU144504U1 (en) REVERSE CENTRALIZED COMPENSATION DEVICE
RU181451U1 (en) ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM
CN110212556B (en) Automatic switching device and method for three-phase unbalance and reactive power management
WO2018060129A1 (en) A power converter system for power quality compensation and load balancing connected to an electric power distribution grid
US3424971A (en) Means for controlling reactive power in an inverter station
CN108206526B (en) Capacitor switching partition control method and device
RU2724118C2 (en) Energy-saving method and device for its implementation
CN107332260B (en) Three-phase commutation system for improving stability of power system
RU2697259C1 (en) Device for per-phase compensation of reactive power
RU2467448C1 (en) Capacitor plant for automatic compensation of reactive power
EP4117155A1 (en) Power converter systems
CN101855806B (en) Device for regulating a high-voltage direct-current transmission system
US11368022B2 (en) Device and method for controlling a load flow in an alternating-voltage network

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181231