RU2320067C2 - Способ повышения эффективности использования электрической энергии - Google Patents

Способ повышения эффективности использования электрической энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2320067C2
RU2320067C2 RU2005121377/09A RU2005121377A RU2320067C2 RU 2320067 C2 RU2320067 C2 RU 2320067C2 RU 2005121377/09 A RU2005121377/09 A RU 2005121377/09A RU 2005121377 A RU2005121377 A RU 2005121377A RU 2320067 C2 RU2320067 C2 RU 2320067C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
electrical energy
quality
electric energy
energy
Prior art date
Application number
RU2005121377/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005121377A (ru
Inventor
Анатолий Геннадьевич Машкин (RU)
Анатолий Геннадьевич Машкин
Владимир Анатольевич Машкин (RU)
Владимир Анатольевич Машкин
Original Assignee
Анатолий Геннадьевич Машкин
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 Анатолий Геннадьевич Машкин filed Critical Анатолий Геннадьевич Машкин
Priority to RU2005121377/09A priority Critical patent/RU2320067C2/ru
Publication of RU2005121377A publication Critical patent/RU2005121377A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2320067C2 publication Critical patent/RU2320067C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для применения в системах электроснабжения. Технический результат заключается в повышении эффективности использования электрической энергии. Способ основан на сравнении напряжения сети и напряжения, в результате чего выделяют напряжение, которое определяется разностью напряжений эталонного источника качественной электрической энергии и напряжением сети, а полученное напряжение направляют к потребителям электрической энергии. Тем самым повышается эффективность использования электрической энергии, определяемой высшими гармониками и различного вида асимметриями. 2 ил.

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для применения в системах электроснабжения для повышения качества электрической энергии и эффективности использования электрической энергии, определяемой высшими гармониками и различного вида асимметриями, и может быть отнесено к энергоресурсосберегающим технологиям в системах электроснабжения.
В системах электроснабжения в различных электроустановках при нормальных и аварийных режимах генерируется некачественная электрическая энергия (энергия искажения), которая определяется высшими гармониками и различного вида асимметриями, очень часто ее объемы сопоставимы с объемом качественной электрической энергии прямой последовательностью по первой гармонике. Потоки некачественной электрической энергии приводят к выходу из строя электрооборудования, сказываются на нормальных режимах работы электроустановок, вызывают существенные потери электрической энергии и рост электропотребления, а также ухудшают показатели качества электрической энергии. Поэтому эффективное снижение потоков некачественной электрической энергии в электрических системах является актуальной задачей.
Известен способ повышения качества электрической энергии, основанный на уменьшении амплитуд гармоник напряжения и снижении напряжения асимметрии - для этого выделяют из напряжения электрической сети высшие гармоники напряжения, а также первую гармонику, определяемую напряжением асимметрии. Выпрямляют выделенные гармоники напряжения, преобразуют выпрямленное напряжение в переменное напряжение с частотой, равной частоте первой гармоники сети, и возвращают переменное напряжение в электрическую сеть. В итоге, по данному способу выделяют, а затем используют электрическую энергию, определяемую нулевой последовательностью по первой гармонике и нулевыми последовательностями всех высших гармоник (см. патент РФ №2237334, МПК Н02J 3/01, 3/26, 2004 г.).
Основным недостатком известного способа является недостаточно высокая эффективность использования электрической энергии искажения, так как не используется электрическая энергия, связанная с обратной последовательностью по первой гармонике, а также электрическая энергия, определяемая прямой и обратной последовательностью всех высших гармоник.
Заявителем не выявлен наиболее близкий к заявляемому способ повышения эффективности использования электрической энергии за счет использования энергии искажения.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности использования электрической энергии за счет выделения из нее некачественной составляющей для дальнейшего использования.
Результат достигается тем, что в способе повышения эффективности использования электрической энергии сравнивают напряжение сети с напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, выделяют напряжение, которое определяется разностью между напряжением сети и напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, и полученное напряжение подают к потребителям электрической энергии.
Заявляемый способ позволяет использовать ту энергию (некачественную), которая теряется в электрических сетях в виде дополнительных потерь, приводящих к перегреву силовых трансформаторов, массовому выходу из строя асинхронных двигателей и т.п.
В заявляемом способе за счет сравнения напряжения сети и напряжения эталонного источника качественной энергии получают напряжение, которое определяется разностью напряжений некачественной электрической энергии (напряжение сети) и качественной электрической энергии (напряжение эталонного источника качественной электрической энергии). Полученное напряжение полностью определяется электрической энергией искажения, в котором присутствуют системы всех последовательностей для всех высших гармоник и системы обратной и нулевой последовательностей для первой гармоники. Эту некачественную энергию предлагается использовать после выпрямления и заряда аккумуляторных батарей, от которых питаются электроустановки постоянного тока, а также инверторы, от которых питаются электроустановки переменного тока и(или) с помощью которых электрическая энергия возвращается обратно в электрическую сеть, а также утилизировать в электроустановках, для которых качество электрической энергии не является значимым (различные электронагреватели).
Данное техническое решение может быть использовано для любой системы многофазных напряжений, в том числе и для однофазной системы напряжений.
На фиг.1 приведена схема одного из устройств, реализующего заявляемый способ для трехфазной цепи.
На чертеже: 1 - система электроснабжения; 2, 3, 4 - однофазные трехобмоточные трансформаторы; 5, 6, 7 - обмотки трансформаторов, подключенные к трехфазной системе напряжений системы электроснабжения; 8 - источник электрической энергии эталонного качества; 9 - фильтр; 10, 11, 12 - обмотки трансформаторов, подключенные к источнику электрической энергии эталонного качества, эти обмотки включены встречно обмоткам 5, 6, 7; 13, 14, 15 - обмотки трансформаторов, в которые трансформируется напряжение, определяемое некачественной электрической энергией системы электроснабжения; 16 - программируемый коммутатор; 17 - утилизаторы некачественной электрической энергии; 18 - выпрямитель; 19 - аккумуляторная батарея; 20 - инвертор; 21 - нагрузка по постоянному току; 22 - нагрузка по переменному току.
Способ реализуется данным устройством следующим образом. При подключении обмоток 5, 6, 7 и 10, 11, 12 однофазных трансформаторов 2, 3, 4 соответственно к системе электроснабжения 1 и источнику электрической энергии эталонного качества 8 через фильтр 9, в магнитопроводах однофазных трансформаторов, вследствие встречного включения обмоток магнитный поток будет определяться разностью магнитных потоков, созданных напряжениями системы 1 и эталонного источника качественной электрической энергии 8. В обмотках 13, 14, 15 будет индуцироваться напряжение, определяемое разностью магнитных потоков, поэтому это напряжение будет определяться некачественной электрической энергией, генерируемой в системе электроснабжения 1. Это напряжение подается на входные зажимы программируемого коммутатора 16, который распределяет поток некачественной электрической энергии в цепи утилизаторов некачественной электрической энергии 17 (различного типа электронагреватели и газогенераторные установки и пр.) и выпрямитель 18, от которого питается аккумуляторная батарея. К аккумуляторной батарее 19 подключены потребители постоянного тока 21 и инвертор (инверторы) 20, от которого запитана нагрузка по переменному току 22. Напряжение, индуцируемое в обмотках 10, 11, 12, определяемое разностным магнитным потоком, будет создавать пренебрежительно малые токи и, следовательно, поток некачественной электрической энергии в цепи с источником электрической энергии эталонного качества 8 из-за наличия в этой цепи фильтра 9 отсутствует.
Пример осуществления способа.
На фиг.2 приведена схема устройства, по которой был реализован способ.
На фиг.2: 23 - однофазные зажимы электроустановки, в которой генерируется некачественная электроэнергия; 24 - однофазный трехобмоточный трансформатор; 25 - сетевая обмотка трансформатора; 26 - обмотка трансформатора, к которой подключен посредством фильтра 27 однофазный источник электрической энергии эталонного качества 28; 29 - обмотка, в которой индуцируется некачественная электрическая энергия; 30 - коммутатор, 31 - реостатная нагрузка; 32 - выпрямитель; 33 - аккумуляторная батарея; 34 - инвертор с нагрузкой; 35 - ИВК "ОМСК-М". Результаты замеров следующие: активная мощность, определяемая высшими гармониками в цепи обмотки 29, составила 90% от величины активной мощности высших гармоник в цепи обмотки 25, на выходе обмотки 26 активная мощность высших гармоник была незначительна.
Таким образом, заявляемый способ позволяет более эффективно использовать электрическую энергию, которая определяется высшими гармониками напряжения и напряжениями асимметрии.
Заявляемый способ может быть использован для разработки энергосберегающих технологий в системах электроснабжения с существенными потоками некачественной электрической энергии.

Claims (2)

  1. Способ повышения эффективности использования электрической энергии, заключающийся в том, что сравнивают напряжение сети с напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, выделяют напряжение, которое определяется разностью между напряжением сети и напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, и полученное напряжение подают к потребителям электрической энергии.
    Приоритеты:
  2. 07.07.2005
RU2005121377/09A 2005-07-07 2005-07-07 Способ повышения эффективности использования электрической энергии RU2320067C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121377/09A RU2320067C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ повышения эффективности использования электрической энергии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121377/09A RU2320067C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ повышения эффективности использования электрической энергии

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121377A RU2005121377A (ru) 2007-01-20
RU2320067C2 true RU2320067C2 (ru) 2008-03-20

Family

ID=37774368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121377/09A RU2320067C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ повышения эффективности использования электрической энергии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320067C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447562C1 (ru) * 2010-08-13 2012-04-10 Игорь Владимирович Устименко Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 9)
RU2459336C2 (ru) * 2010-08-16 2012-08-20 Игорь Владимирович Устименко Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 1)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Куренный Э.Г., Харченко В.А. Применение принципа максимума средних нагрузок к оценке искажений синусоидального напряжения, Известия ВУЗов, Электромеханика, 1978. №6, с. 629-632. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447562C1 (ru) * 2010-08-13 2012-04-10 Игорь Владимирович Устименко Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 9)
RU2459336C2 (ru) * 2010-08-16 2012-08-20 Игорь Владимирович Устименко Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 1)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121377A (ru) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schrittwieser et al. 99% efficient three-phase buck-type SiC MOSFET PFC rectifier minimizing life cycle cost in DC data centers
Suryawanshi et al. Unity-power-factor operation of three-phase AC–DC soft switched converter based on boost active clamp topology in modular approach
Kan et al. Voltage-fed dual active bridge bidirectional DC/DC converter with an immittance network
Singh et al. Pulse multiplication in AC-DC converters for harmonic mitigation in vector-controlled induction motor drives
Dong et al. A rotational control in medium-voltage modular solid-state transformer-based converter system
RU2355100C2 (ru) Силовая система подачи электропитания с малыми потерями
Fukuda et al. An auxiliary-supply-assisted harmonic reduction scheme for 12-pulse diode rectifiers
Rehman et al. Design and analysis of PWM inverter for 100KVA solid state transformer in a distribution system
CN101521393A (zh) 在线式不间断电源装置
Badstübner Ultra-high performance telecom dc-dc converter
KR101297080B1 (ko) 직렬보상 하프 브릿지 다중 모듈 컨버터
CN102255356B (zh) 高效率的不间断电源
Mattsson et al. Galvanic isolation and output LC filter design for the low-voltage DC customer-end inverter
CN101521394B (zh) 在线式不间断电源装置
RU2320067C2 (ru) Способ повышения эффективности использования электрической энергии
CN103997230A (zh) 一种基于全波斩控整流电路的中频炉
Islam et al. 11-kV series-connected H-bridge multilevel converter for direct grid connection of renewable energy systems
CN107800185A (zh) 在线式不间断电源
Reddy et al. Testing of solid state transformer
de Almeida et al. Modulation technique for a single-stage three-phase bidirectional AC/DC converter with PFC and high-frequency isolation
CN102291025A (zh) 逆变器系统的控制方法、装置及逆变器系统
JP5569388B2 (ja) 電力変換システム
Gupta et al. A Cost Effective High Power Factor General Purpose Battery Charger for Electric Two-Wheelers and Three Wheelers
KR100713691B1 (ko) 전압 강하 전용 전압제어장치
CN203817592U (zh) 一种采用发电机供电的逆变电焊机电路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090708