RU2356081C1 - Voltage and transmitted power regulator - Google Patents
Voltage and transmitted power regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356081C1 RU2356081C1 RU2007134508/09A RU2007134508A RU2356081C1 RU 2356081 C1 RU2356081 C1 RU 2356081C1 RU 2007134508/09 A RU2007134508/09 A RU 2007134508/09A RU 2007134508 A RU2007134508 A RU 2007134508A RU 2356081 C1 RU2356081 C1 RU 2356081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- voltage
- measuring
- transformer
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и энергетической электронике, и может быть использовано в сложных замкнутых сетях переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology and power electronics, and can be used in complex closed AC networks.
Известен регулятор напряжения, содержащий последовательно соединенные выпрямитель, конденсатор и инвертор, в котором вход переменного тока выпрямителя соединен с выходом переменного тока инвертора (СТАТКОМ) [Фокин В.К. Исследование нормальных и анормальных режимов работы СТАТКОМ в условиях ПС 330 кВ "Ржевская" и уточнение технических требований к параметрам силовой схемы СТАТКОМ и его системе регулирования. Отчет НИОКР. М.: ОАО «ВНИИЭ», 2005].Known voltage regulator containing a series-connected rectifier, capacitor and inverter, in which the AC input of the rectifier is connected to the AC output of the inverter (STATCOM) [Fokin V.K. Investigation of the normal and abnormal STATCOM operation modes in the conditions of 330 kV Rzhevskaya substation and specification of technical requirements for the parameters of the STATCOM power circuit and its regulation system. R&D report. M.: JSC "VNIIE", 2005].
Недостатком этого регулятора является невозможность регулирования передаваемой активной мощности.The disadvantage of this controller is the inability to regulate the transmitted active power.
Известен динамический регулятор мощности и напряжения для линии передачи переменного тока, содержащий переключатель, выпрямитель и инвертор [Роберт Дж.Нелсон, Доналд Г.Рэми. Динамический регулятор мощности и напряжения для линии передачи переменного тока. Вестингхауз Электрик Корпорейшн (США), 1999].Known dynamic power and voltage regulator for the AC transmission line, containing a switch, a rectifier and an inverter [Robert J. Nelson, Donald G. Remy. Dynamic power and voltage regulator for an AC line. Westinghouse Electric Corporation (USA), 1999].
Недостатком этого регулятора является дискретный режим работы, при котором регулируется либо напряжение, либо передаваемая по линии мощность.The disadvantage of this controller is the discrete mode of operation, in which either the voltage or the power transmitted through the line is regulated.
Известен параллельно-последовательный регулятор мощности, содержащий два выпрямителя, два инвертора, два трансформатора и конденсатор [Кочкин В.И., Нечаев О.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2000]. Он принят в качестве прототипа.Known parallel-serial power controller containing two rectifiers, two inverters, two transformers and a capacitor [Kochkin V.I., Nechaev O.P. The use of static reactive power compensators in electrical networks of power systems and enterprises. M .: Publishing house NTs ENAS, 2000]. It is adopted as a prototype.
Недостатком этого регулятора является невозможность регулирования напряжения в процессе регулирования передачи мощности, а также высокие массогабаритные показатели.The disadvantage of this regulator is the inability to regulate the voltage in the process of regulating the transmission of power, as well as high overall dimensions.
Целью данного изобретения является одновременное регулирование передаваемой мощности и напряжения при упрощении устройства за счет использования одного выпрямителя.The aim of this invention is the simultaneous regulation of the transmitted power and voltage while simplifying the device through the use of a single rectifier.
Поставленная цель достигается тем, что регулятор напряжения и передаваемой мощности, содержащий первый и второй силовые трансформаторы, выпрямитель, ко входу переменного тока которого присоединена обмотка низкого напряжения (НН) первого силового трансформатора, конденсатор, первый и второй инверторы, блок управления, причем выходы выпрямителя соединены с конденсатором и входами первого и второго инвертора, которые подключены соответственно к обмотке НН первого и второго силовых трансформаторов, при этом обмотка высокого напряжения (ВН) первого силового трансформатора подключена к узлу сети переменного тока, а обмотка ВН второго силового трансформатора врезана в линию, отходящую от указанного узла сети, дополнительно содержит первый и второй измерительные трансформаторы напряжения, измерительный трансформатор тока, блок измерения напряжения, блок измерения мощности, передаваемой по линии, второй блок управления, блок логики, причем первичная обмотка первого измерительного трансформатора напряжения подключена к узлу сети переменного тока, а вторичная - ко входу блока измерения напряжения; выход блока измерения напряжения подключен к первому входу первого блока управления, второй вход блока управления соединен с первым выходом блока логики, а выход подключен к изолированным затворам биполярных транзисторов первого инвертора; первичной обмоткой измерительного трансформатора тока является участок линии, отходящей от обмотки ВН второго силового трансформатора, вторичная обмотка измерительного трансформатора тока подключена к первому входу блока измерения мощности, передаваемой по линии, к которой подключена первичная обмотка второго измерительного трансформатора напряжения, вторичная обмотка второго измерительного трансформатора напряжения подключена ко второму входу блока измерения мощности, передаваемой по линии, выход которого подключен ко второму входу второго блока управления; первый вход второго блока управления соединен со вторым выходом блока логики, а выход подключен к изолированным затворам биполярных транзисторов второго инвертора.This goal is achieved in that the voltage and transmitted power regulator, containing the first and second power transformers, a rectifier, to the AC input of which is connected the low voltage winding (LV) of the first power transformer, capacitor, first and second inverters, control unit, and the outputs of the rectifier connected to the capacitor and the inputs of the first and second inverter, which are connected respectively to the LV winding of the first and second power transformers, while the high voltage winding (V H) the first power transformer is connected to the node of the AC network, and the HV winding of the second power transformer is cut into a line extending from the specified node of the network, additionally contains the first and second measuring voltage transformers, a measuring current transformer, a voltage measuring unit, a power measuring unit transmitted along the line, the second control unit, the logic unit, and the primary winding of the first measuring voltage transformer is connected to the AC network node, and the secondary to the input of the unit voltage measurement; the output of the voltage measuring unit is connected to the first input of the first control unit, the second input of the control unit is connected to the first output of the logic unit, and the output is connected to the isolated gates of the bipolar transistors of the first inverter; the primary winding of the measuring current transformer is a section of the line extending from the HV winding of the second power transformer, the secondary winding of the measuring current transformer is connected to the first input of the power measuring unit transmitted through the line to which the primary winding of the second voltage measuring transformer is connected, the secondary winding of the second voltage measuring transformer connected to the second input of the power measurement unit transmitted over the line, the output of which is connected to the second during the second control unit; the first input of the second control unit is connected to the second output of the logic unit, and the output is connected to the isolated gates of the bipolar transistors of the second inverter.
Устройство содержит: узел сети переменного тока 1, участок линии электропередачи 2, силовые трансформаторы 3, 4, трехфазный выпрямитель 5, конденсатор 6, трехфазные инверторы 7, 8, измерительные трансформаторы напряжения 9, 10, измерительный трансформатор тока 11, блок измерения напряжения 12, блок измерения мощности, передаваемой по линии 13, блоки управления 14, 15, блок логики 16.The device comprises: an AC power node 1, a section of a power line 2, power transformers 3, 4, a three-phase rectifier 5, a capacitor 6, three-phase inverters 7, 8, voltage measuring transformers 9, 10, a current measuring transformer 11, a voltage measuring unit 12, a unit for measuring power transmitted on line 13, control units 14, 15, a logic unit 16.
Первый трансформатор 3, обмотка ВН которого присоединена к узлу сети переменного тока 1, а обмотка НН - ко входу переменного тока трехфазного выпрямителя 5, соединенного с выходом переменного тока первого трехфазного инвертора 7, цепь постоянного тока которого включена параллельно конденсатору 6, трехфазному выпрямителю 5 и второму трехфазному инвертору 8, выход которого подключен к обмотке НН трансформатора, врезанного в линию, обмотка ВН которого соединена последовательно с линией электропередачи 2. К узлу сети переменного тока 1 подключены последовательно соединенные первый измерительный трансформатор напряжения 9 и блок измерения напряжения 12, выход которого подключен к первому входу первого блока управления 14, второй вход которого соединен с первым выходом блока логики 16, а выход подключен к изолированным затворам биполярных транзисторов первого трехфазного инвертора 7. К линии электропередачи 2 подключен измерительный трансформатор тока 11, вторичная обмотка которого подключена к первому входу блока измерения мощности 13, передаваемой по линии, к которой подключен второй измерительный трансформатор напряжения 10, выход которого подключен ко второму входу блока измерения мощности 13, передаваемой по линии, выход которого подключен ко второму входу второго блока управления 15, выход которого подключен к изолированным затворам биполярных транзисторов второго трехфазного инвертора 8.The first transformer 3, the HV winding of which is connected to the AC network node 1, and the LV winding - to the AC input of a three-phase rectifier 5, connected to the AC output of the first three-phase inverter 7, whose DC circuit is connected in parallel with the capacitor 6, the three-phase rectifier 5 and the second three-phase inverter 8, the output of which is connected to the LV winding of the transformer cut into the line, the LV winding of which is connected in series with the transmission line 2. To the AC power node 1, connect the first measuring voltage transformer 9 and the voltage measuring unit 12 are connected in series, the output of which is connected to the first input of the first control unit 14, the second input of which is connected to the first output of the logic unit 16, and the output is connected to the isolated gates of the bipolar transistors of the first three-phase inverter 7. K power transmission line 2 is connected to a measuring current transformer 11, the secondary winding of which is connected to the first input of the power measuring unit 13, transmitted along the line to which w A second voltage measuring transformer 10, the output of which is connected to the second input of the power measuring unit 13, transmitted through the line, the output of which is connected to the second input of the second control unit 15, the output of which is connected to the insulated gates of the bipolar transistors of the second three-phase inverter 8.
Схема устройства приведена на чертеже.The device diagram is shown in the drawing.
Устройство работает следующим образом. На первичную обмотку трансформатора 3 подается ВН от узла сети переменного тока 1, со вторичной обмотки трансформатора 3 НН подается на вход трехфазного выпрямителя 5, соединенного с выходом первого трехфазного инвертора 7. По линии электропередачи 2, отходящей от узла 1, мощность передается в сторону трансформатора 4, обмотка ВН которого соединена с линией последовательно.The device operates as follows. The primary winding of the transformer 3 is supplied by a HV from the node of the AC mains 1, from the secondary winding of the transformer 3 LV is fed to the input of a three-phase rectifier 5 connected to the output of the first three-phase inverter 7. Power is transmitted to the transformer towards the transformer 2, which goes from node 1 4, the HV winding of which is connected to the line in series.
По первому сигналу диспетчера, поступающему на вход блока логики 16, с выхода 1 этого блока на вход 2 первого блока управления 14 поступает сигнал, активизирующий вход 1 первого блока управления 14, на который с выхода блока измерения напряжения 12, подключенного ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения 9, поступает сигнал, соответствующий значению напряжения в узле 1. При этом с выхода первого блока управления 14 на изолированные затворы биполярных транзисторов первого трехфазного инвертора 7 поступают импульсы управления, изменяющие частоту и длительность открытия транзисторов инвертора 7, с выхода переменного тока которого напряжение ступенчатой формы, близкой к синусоидальной, подается на обмотку НН трансформатора 3, напряжение обмотки ВН которого взаимодействует с сетевым напряжением через его реактанс и создает в общей цепи ток. Фаза и величина этого тока определяет реактивную мощность, необходимую для поддержания заданного уровня напряжения в узле сети переменного тока 1, т.е. устройство работает в режиме регулятора напряжения в узле сети переменного тока 1 (режим СТАТКОМ).According to the first signal of the dispatcher, input to the logic unit 16, from the output 1 of this block to the input 2 of the first control unit 14, a signal activates the input 1 of the first control unit 14, to which the output of the voltage measuring unit 12 is connected to the secondary winding of the measuring transformer voltage 9, a signal corresponding to the voltage value in node 1 is received. In this case, control pulses from the output of the first control unit 14 to the isolated gates of the bipolar transistors of the first three-phase inverter 7 that change the frequency and duration of the opening of the transistors of the inverter 7, from the AC output of which a step voltage close to sinusoidal is supplied to the LV coil of the transformer 3, the voltage of the LV coil of which interacts with the mains voltage through its reactance and creates a current in the common circuit. The phase and magnitude of this current determines the reactive power necessary to maintain a given voltage level at the AC node 1, i.e. the device operates in the mode of a voltage regulator in an AC network node 1 (STATCOM mode).
По второму сигналу диспетчера, поступающему на вход блока логики 16, с выхода 1 этого блока прекращается подача сигнала на вход 2 первого блока управления 14, с выхода которого перестают поступать импульсы управления. Первый трехфазный инвертор 7 отключается. Одновременно с выхода 2 блока логики 16 на вход 1 второго блока управления 15 поступает сигнал, активизирующий вход 2 второго блока управления 15, на который с выхода блока измерения мощности, передаваемой по линии 13, вход 1 которого соединен со вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока 11, а вход 2 - с выходом второго измерительного трансформатора напряжения 10, поступает сигнал, соответствующий значению передаваемой активной мощности по линии 2. При этом с выхода блока управления 15 на изолированные затворы биполярных транзисторов второго трехфазного инвертора 8 поступают импульсы управления, изменяющие частоту и длительность открытия транзисторов инвертора 8, с выхода переменного тока которого напряжение ступенчатой формы, близкой к синусоидальной, подается на обмотку НН трансформатора 4, ток обмотки ВН которого, складываясь с током линии, увеличивает (уменьшает) передаваемую по ней активную мощность. В данном режиме устройство регулирует мощность, передаваемую по линии 2 (режим параллельно-последовательного регулятора мощности).According to the second signal of the dispatcher, which is input to the logic unit 16, the output 1 of this block stops the signal input to input 2 of the first control unit 14, from the output of which the control pulses cease to be received. The first three-phase inverter 7 is turned off. At the same time, from output 2 of logic unit 16, input 1 of the second control unit 15 receives a signal activating input 2 of the second control unit 15, to which the output of the power measuring unit is transmitted through line 13, input 1 of which is connected to the secondary winding of the current measuring transformer 11, and input 2 - with the output of the second measuring voltage transformer 10, a signal is received corresponding to the value of the transmitted active power on line 2. At the same time, from the output of the control unit 15 to the isolated gates of the bipolar transistors in The three-phase inverter 8 receives control pulses that change the frequency and duration of the opening of the transistors of the inverter 8, from the AC output of which a step voltage close to sinusoidal is supplied to the LV coil of transformer 4, the voltage of the LV coil of which, folding with the line current, increases (decreases ) the active power transmitted through it. In this mode, the device controls the power transmitted through line 2 (parallel-serial power control mode).
По третьему сигналу диспетчера, поступающему на вход блока логики 16, с выходов 1, 2 этого блока на вход 2 первого блока управления 14 и на вход 1 второго блока управления 15 поступают сигналы, активизирующие входы 1, 2 первого и второго блоков управления 14 и 15 соответственно. При этом с выходов первого и второго блоков управления 14 и 15 импульсы управления поступают на изолированные затворы биполярных транзисторов первого и второго трехфазных инверторов 7 и 8, с выходов которых напряжение ступенчатой формы, близкой к синусоидальной, подается на обмотки НН трансформаторов 3 и 4 соответственно. Напряжение обмотки ВН трансформатора 3 взаимодействует с сетевым напряжением через его реактанс и создает в общей цепи ток. Фаза и величина этого тока определяет реактивную мощность, необходимую для поддержания заданного уровня напряжения в узле 1. Ток обмотки ВН трансформатора 4, складываясь с током линии, увеличивает (уменьшает) передаваемую по ней активную мощность. В данном режиме устройство регулирует напряжение в узле 1 и мощность, передаваемую по линии 2 (режим регулятора напряжения и передаваемой мощности).According to the third dispatcher signal, which is input to the logic block 16, from outputs 1, 2 of this block, signals are activated at inputs 2 of the first control unit 14 and at input 1 of the second control unit 15, activating inputs 1, 2 of the first and second control units 14 and 15 respectively. At the same time, from the outputs of the first and second control units 14 and 15, the control pulses are supplied to the isolated gates of the bipolar transistors of the first and second three-phase inverters 7 and 8, from the outputs of which a step-shaped voltage close to sinusoidal is supplied to the LV windings of transformers 3 and 4, respectively. The voltage of the HV winding of the transformer 3 interacts with the mains voltage through its reactance and creates a current in the common circuit. The phase and magnitude of this current determines the reactive power necessary to maintain a given voltage level in node 1. The current of the HV winding of the transformer 4, adding to the line current, increases (decreases) the active power transmitted through it. In this mode, the device regulates the voltage in node 1 and the power transmitted through line 2 (voltage regulator and transmitted power mode).
Схема может найти применение в сложных сетях крупных мегаполисов, в частности при создании «кольца» линий вокруг мегаполиса.The scheme can find application in complex networks of large megacities, in particular when creating a “ring” of lines around a megalopolis.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007134508/09A RU2356081C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Voltage and transmitted power regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007134508/09A RU2356081C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Voltage and transmitted power regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2356081C1 true RU2356081C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007134508/09A RU2356081C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Voltage and transmitted power regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356081C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446537C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Device to adjust voltage and transmitted capacity of electric network |
| RU2531389C1 (en) * | 2013-11-27 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество "ЧЕБОКСАРСКИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД" | Line voltage control unit |
-
2007
- 2007-09-18 RU RU2007134508/09A patent/RU2356081C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЧКИН В.И. и др. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. - М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2000. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446537C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Device to adjust voltage and transmitted capacity of electric network |
| RU2531389C1 (en) * | 2013-11-27 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество "ЧЕБОКСАРСКИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД" | Line voltage control unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI673947B (en) | Hybrid high voltage direct current converter systems | |
| US9281761B2 (en) | Control scheme for current balancing between parallel bridge circuits | |
| US20080252142A1 (en) | Apparatus for Electrical Power Transmission | |
| US20160322916A1 (en) | Power supply system and power conversion device | |
| AU2011207343B2 (en) | Method and apparatus for improving power generation in a thermal power plant | |
| US20170077746A1 (en) | Systems and methods for operating uninterruptible power supplies | |
| NZ510721A (en) | High-voltage constant DC electrical power transmission system | |
| AU2017288908B2 (en) | Multiple power topologies from single power generator | |
| AU2013257433B2 (en) | Power quality control | |
| US10096999B2 (en) | Gas tube-switched flexible alternating current transmission system | |
| Sharaf et al. | A novel dynamic capacitor compensator/green plug scheme for 3phase-4 wire utilization loads | |
| WO2019009706A1 (en) | Power grid and flexible current transmission system forming part thereof | |
| RU2356081C1 (en) | Voltage and transmitted power regulator | |
| RU2446537C1 (en) | Device to adjust voltage and transmitted capacity of electric network | |
| JPH10304573A (en) | Power transmission plant | |
| WO2024051839A1 (en) | Power supply tie transformer, and regulation and control method therefor | |
| CN108701995B (en) | Power conversion circuit, power system and method thereof | |
| EP3301775A1 (en) | A power converter system for power quality compensation and load balancing connected to an electric power distribution grid | |
| Baiko et al. | Hydrogen energy sources with current inverters in ship AC power plants | |
| US20230246451A1 (en) | Generating Unit With Integrated Power Electronics to Comply With the Feed-In Requirements of Public Power Grids | |
| WO2016165739A1 (en) | Renewable energy system, renewable energy park, method for operating a renewable energy system, and method for operating a renewable energy park | |
| Nguyen et al. | Improvement of stability assessment of VSCHVDC transmission systems | |
| CA3056769C (en) | Hybrid transformer systems and methods | |
| FI110461B (en) | Power transmission equipment | |
| CN105717388A (en) | Transformer test platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170919 |