RU2557065C1

RU2557065C1 - Compensated system of power supply for remote electric energy consumers

Info

Publication number: RU2557065C1
Application number: RU2014109725/07A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Хохлов; Мария Юрьевна Федорова
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-07-20

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: in a compensated power supply system for remote electric energy consumers comprised of a supply mains in the form of a three-phase alternating-current source and a three-phase power transmission line (PTL) with p-phase rectifiers connected at the line end to output leads, to which the electric energy consumers are connected, at the input of p-phase rectifiers there is an auxiliary parallel passive filter of characteristic harmonics and the three-phase PTL is split and in splits there are auxiliary three-phase transformer correcting devices (TTCD), each of them comprising three-phase regulating and compensating transformers based on self-contained magnet cores; primary three-phase winding of the regulating transformer containing in each phase the main part and the regulating part with taps is connected by ends of phase windings phase-by-phase to the commencement of circuits consisting of in-series primary phase windings of the compensating transformer and phase capacitor banks connected by ends to one of the taps in the regulating part of the phase winding at the primary three-phase winding of the regulating transformer; at that commencements of the phase windings of the primary three-phase winding of the regulating transformer are coupled to the power transmission line phase-by-phase before splitting and phase-by-phase connected in-series secondary windings of the regulating and compensating transformers are coupled to the power transmission line phase-by-phase upon splitting. TTCD are switched on either in PTL commencement, at intermediary point, at PTL end or at PTL commencement and end. The invention can be used for the supply with alternating-current energy of remote consumers, for example, as power supply systems for oil and gas drill rigs.EFFECT: potential effective power supply for remote electric energy consumers through the alternating-current power transmission line with large values of active and inductive resistance.14 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к системам электроснабжения на основе силовой преобразовательной техники и может быть использовано для питания удаленных потребителей переменного тока, например, в качестве систем электроснабжения буровых установок нефтегазодобывающего комплекса.The invention relates to power supply systems based on power conversion equipment and can be used to power remote AC consumers, for example, as power supply systems for drilling rigs of an oil and gas production complex.

Известна некомпенсированная система электроснабжения буровых установок нефтегазодобывающего комплекса (Абрамов Б.И., Коган А.И., Бреслав Б.М. и др. Частотно-регулируемый электропривод буровых установок БУ-4200/250 // Электротехника. - №1, 2009, с.8-13, рис.2). В этой системе использован частотно-регулируемый электропривод главных механизмов буровых установок. Система содержит питающую сеть в виде источника трехфазного переменного напряжения (понижающую подстанцию) и воздушной линии электропередачи (ЛЭП) протяженностью не более трех километров, двенадцатифазный диодный некомпенсированный выпрямитель, распределительное устройство постоянного тока, от которого посредством автономных инверторов напряжения осуществляется питание двигателей буровых насосов, роторного ствола, буровой лебедки, цементировочных насосов и др. В указанной системе электроснабжения используются простые асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Однако такая система имеет ряд существенных недостатков, а именно, значительное потребление из питающей сети реактивной мощности и резко снижающиеся показатели качества электрической энергии, как в питающей сети, так и у потребителя при возрастании длины ЛЭП. Это не позволяет осуществлять электроснабжение удаленных от источника питания потребителей электрической энергии.Known uncompensated power supply system for drilling rigs of oil and gas production complex (Abramov B.I., Kogan A.I., Breslav B.M. et al. Frequency-regulated electric drive of drilling rigs BU-4200/250 // Electrical Engineering. - No. 1, 2009, p. 8-13, fig. 2). This system uses a frequency-controlled electric drive of the main mechanisms of drilling rigs. The system contains a power network in the form of a three-phase AC voltage source (step-down substation) and an overhead power transmission line (power transmission line) with a length of not more than three kilometers, a twelve-phase diode uncompensated rectifier, a DC switchgear, from which, through stand-alone voltage inverters, the motors of the mud pumps, rotary shaft, drawworks, cement pumps, etc. Simple asynchronous systems are used in this power supply system e squirrel cage motors. However, such a system has a number of significant drawbacks, namely, a significant consumption of reactive power from the supply network and sharply decreasing indicators of the quality of electric energy both in the supply network and in the consumer with an increase in the length of power lines. This does not allow power supply to consumers of electric energy remote from the power source.

Известна компенсированная система электроснабжения потребителей электрической энергии (RU 2400917, МПК H02M 7/68, опубл. 27.09.2010, Бюл. №27 "Компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии", Ю.И. Хохлов, М.Ю. Федорова, С.А. Чупин). Эта система построена на основе двенадцатифазного диодного компенсированного выпрямителя с включенным в его состав компенсирующим устройством, осуществляющим опережающую искусственную коммутацию вентилей с помощью конденсаторов, перезаряжаемых токами пятой и седьмой гармоник. Потребители электрической энергии в данной системе выполнены в виде автономных инверторов и трехфазных электрических двигателей переменного тока.Known compensated power supply system for consumers of electric energy (RU 2400917, IPC H02M 7/68, publ. 09/27/2010, Bull. No. 27 "Compensated system for power supply of different frequency consumers of electric energy", Yu.I. Khokhlov, M.Yu. Fedorova, S .A. Chupin). This system is built on the basis of a twelve-phase compensated rectifier diode with a compensating device included in it, which is ahead of the artificial switching of the valves using capacitors recharged with currents of the fifth and seventh harmonics. Consumers of electric energy in this system are made in the form of autonomous inverters and three-phase AC electric motors.

Данная система, выбранная в качестве ближайшего аналога, имеет малую установленную мощность оборудования, высокую эффективность использования компенсирующего устройства за счет работы его на частотах 250 и 350 Гц, обеспечивает компенсацию потребляемой из питающей сети выпрямителем реактивной мощности и обладает повышенной жесткостью внешней характеристики выпрямителя. Последнее повышает стабильность выпрямленного напряжения на входных выводах автономных инверторов, а следовательно, и на их выходных выводах, т.е. на потребителях электрической энергии при широком диапазоне изменения тока нагрузки. В результате увеличивается возможное расстояние от источника трехфазного переменного напряжения (понижающей подстанции) до потребителей при допустимом уровне снижения напряжения. При питании буровых установок по воздушным ЛЭП это расстояние может составлять 4-5 км. Однако при имеющихся на практике еще больших длинах воздушных ЛЭП (в нефтегазодобывающем комплексе длины ЛЭП могут составлять 10 и более километров) степень компенсации реактивной мощности в системе оказывается недостаточной из-за малой степени компенсации реактивного сопротивления линии. При большой длине ЛЭП значительно возрастает падение напряжения на ее активном сопротивлении. В результате до недопустимых пределов снижается уровень напряжения в конце ЛЭП и, соответственно, на потребителях электрической энергии, повышается несинусоидальность напряжения, что значительно снижает качество электрической энергии в системе электроснабжения. Кроме того, данная система не применима для пока еще широко используемых в эксплуатации буровых установок с потребителями электрической энергии, выполненными в виде электрических двигателей постоянного тока с тиристорным электроприводом.This system, chosen as the closest analogue, has a low installed power of the equipment, high efficiency of using a compensating device due to its operation at frequencies of 250 and 350 Hz, provides compensation for the reactive power consumed from the supply network and has increased rigidity of the external characteristics of the rectifier. The latter increases the stability of the rectified voltage at the input terminals of autonomous inverters, and therefore at their output terminals, i.e. on consumers of electric energy with a wide range of changes in the load current. As a result, the possible distance from the source of three-phase alternating voltage (step-down substation) to consumers increases with an acceptable level of voltage reduction. When feeding drilling rigs by overhead power lines, this distance can be 4-5 km. However, with the practice of even longer lengths of overhead power lines (in the oil and gas production complex, power line lengths can be 10 kilometers or more), the degree of reactive power compensation in the system is insufficient due to the small degree of reactance compensation of the line. With a large length of power lines, the voltage drop at its active resistance increases significantly. As a result, the voltage level at the end of power lines and, accordingly, on consumers of electric energy decreases to unacceptable limits, the non-sinusoidality of voltage increases, which significantly reduces the quality of electric energy in the power supply system. In addition, this system is not applicable for drilling rigs still widely used in operation with consumers of electric energy, made in the form of electric DC motors with thyristor electric drive.

Изобретение решает задачу создания возможности эффективного электроснабжения по ЛЭП переменного тока с большими величинами активного и индуктивного сопротивлений потребителей электрической энергии как в виде автономных инверторов и трехфазных электрических двигателей переменного тока, так и в виде электрических двигателей постоянного тока, расположенных на большом расстоянии от источника трехфазного переменного напряжения промышленной частоты (удаленных потребителей) с одновременным повышением энергетических показателей и качества электрической энергии в системе электроснабжения.The invention solves the problem of creating the possibility of efficient power supply by AC power lines with large values of active and inductive resistances of consumers of electric energy both in the form of autonomous inverters and three-phase AC electric motors, and in the form of electric DC motors located at a great distance from a three-phase AC source voltage of industrial frequency (remote consumers) with a simultaneous increase in energy performance and quality CTBA electrical energy to power the system.

Для решения этой задачи в системе электроснабжения, содержащей питающую сеть в виде источника трехфазного переменного напряжения промышленной частоты и трехфазную ЛЭП с подключенными в конце линии p-фазными выпрямителями (в частном случае с одним p-фазным выпрямителем), к выходным выводам которых подключены потребители электрической энергии, на входе p-фазных выпрямителей дополнительно включен параллельный пассивный фильтр канонических гармоник. Трехфазная ЛЭП рассечена либо в начале, либо в промежуточной точке, либо в конце, либо в начале и конце линии и в рассечки включены дополнительно введенные трехфазные трансформаторные корректирующие устройства (ТТКУ), содержащие выполненные на самостоятельных магнитопроводах регулировочный и компенсационный трехфазные трансформаторы. Первичная трехфазная обмотка регулировочного трансформатора, содержащая в каждой фазе основную часть и регулировочную часть с отпайками, концами фазных обмоток подключена пофазно к началам цепочек, состоящих из последовательно соединенных первичных фазных обмоток компенсационного трансформатора и фазных конденсаторных батарей и концами подключенных к одной из отпаек регулировочной части фазной обмотки первичной трехфазной обмотки регулировочного трансформатора. Начала фазных обмоток первичной трехфазной обмотки регулировочного трансформатора подключены к ЛЭП пофазно до ее рассечки, а включенные пофазно последовательно трехфазные вторичные обмотки регулировочного и компенсационного трансформаторов подключены к ЛЭП пофазно после ее рассечки. Трехфазные трансформаторные корректирующие устройства включены или в начале, или в промежуточной точке, или в конце, или в начале и в конце трехфазной ЛЭП. Выпрямители выполнены либо на диодах, либо на тиристорах. Потребители электрической энергии при диодном исполнении выпрямителей выполнены в виде автономных инверторов и трехфазных электрических двигателей переменного тока, а при тиристорном исполнении выпрямителей - в виде электрических двигателей постоянного тока.To solve this problem, in a power supply system containing a power network in the form of a source of a three-phase alternating voltage of industrial frequency and a three-phase power line with p-phase rectifiers connected at the end of the line (in the particular case with one p-phase rectifier), to the output terminals of which consumers are connected energy, at the input of p-phase rectifiers, a parallel passive filter of canonical harmonics is additionally included. A three-phase power transmission line is cut either at the beginning, or at an intermediate point, or at the end or at the beginning and end of the line and into the cuts, additionally introduced three-phase transformer corrective devices (TTKU) are included, containing three-phase control and compensation three-phase transformers made on independent magnetic circuits. The primary three-phase winding of the regulating transformer, containing in each phase the main part and the regulating part with tap-offs, the ends of the phase windings are connected in phase to the beginning of chains consisting of series-connected primary phase windings of the compensation transformer and phase capacitor batteries and the ends connected to one of the solders of the regulatory part of the phase windings of the primary three-phase winding of the regulating transformer. The beginnings of the phase windings of the primary three-phase winding of the control transformer are connected to the power lines in phase until it is cut, and the three-phase secondary windings of the control and compensation transformers connected in phase to phase lines are connected to the power line after its cutting. Three-phase transformer correction devices are included either at the beginning, or at an intermediate point, or at the end, or at the beginning and at the end of a three-phase power transmission line. Rectifiers are made either on diodes or on thyristors. Electric power consumers in the case of rectifier diode design are made in the form of autonomous inverters and three-phase AC electric motors, and in the thyristor version of rectifiers are made in the form of DC electric motors.

С целью снижения уровня p-1 гармоники напряжения на входе p-фазных выпрямителей включен параллельный пассивный фильтр p-1 гармоники. С целью снижения уровня p-1 и p+1 гармоник напряжения на входе p-фазных выпрямителей включен параллельный пассивный фильтр p-1 и p+1 гармоник.In order to reduce the level of p-1 harmonic voltage at the input of p-phase rectifiers included a parallel passive filter p-1 harmonic. In order to reduce the level of p-1 and p + 1 voltage harmonics at the input of the p-phase rectifiers, a parallel passive filter p-1 and p + 1 harmonics is included.

Принципиальные схемы одного из вариантов предлагаемой компенсированной системы электроснабжения удаленных потребителей электрической энергии с одним диодным выпрямителем, потребителями электрической энергии в виде автономных инверторов и трехфазных электрических двигателей переменного тока в однолинейном изображении приведены на фиг.1-4. Трехфазное трансформаторное корректирующее устройство на фиг.1 включено в начале трехфазной ЛЭП, на фиг.2 - в промежуточной точке трехфазной ЛЭП, на фиг.3 - в конце трехфазной ЛЭП, на фиг.4 - в начале и в конце трехфазной ЛЭП. Система электроснабжения содержит источник трехфазного переменного напряжения (понижающую подстанцию) 1, трехфазную ЛЭП 2, p-фазный выпрямитель 3, распределительное устройство постоянного тока 4, n потребителей электрической энергии, выполненных в виде автономных инверторов 5 и асинхронных двигателей переменного тока 6, дополнительно введенные пассивный фильтр 7 и трехфазные трансформаторные корректирующие устройства 8. Схема дополнительно введенного трансформаторного корректирующего устройства (ТТКУ) представлена на фиг.5. ТТКУ 8 содержит трехфазный регулировочный трансформатор 9, трехфазный компенсационный трансформатор 10 и трехфазную конденсаторную батарею 11. Трехфазный регулировочный трансформатор имеет трехфазную первичную обмотку с основной 12 и регулировочной 13 частями, а также трехфазную вторичную обмотку 14. Трехфазный компенсационный трансформатор имеет трехфазные первичную 15 и вторичную 16 обмотки. Трехфазная конденсаторная батарея 11 содержит фазные конденсаторные батареи 17. С целью пояснения работы предлагаемой системы на фиг.6 и 7 представлены результаты моделирования электромагнитных процессов в данном ее варианте с двенадцатифазным (p=12) выпрямителем, соответственно при отсутствии ТТКУ и фильтра (фиг.6), а также при включении ТТКУ в начале ЛЭП и фильтра одиннадцатой (p-1) гармоники на входе выпрямителя. Моделирование выполнено применительно к условиям нефтегазодобывающего комплекса при длине воздушной ЛЭП 18 км.Schematic diagrams of one of the options for the proposed compensated power supply system for remote consumers of electric energy with one diode rectifier, consumers of electric energy in the form of autonomous inverters and three-phase AC electric motors in a single-line image are shown in figures 1-4. The three-phase transformer correction device in figure 1 is included at the beginning of a three-phase power line, in figure 2 - at the intermediate point of a three-phase power line, in figure 3 - at the end of a three-phase power line, in figure 4 - at the beginning and at the end of a three-phase power line. The power supply system contains a three-phase AC voltage source (step-down substation) 1, a three-phase power transmission line 2, a p-phase rectifier 3, a DC switchgear 4, n electric energy consumers made in the form of autonomous inverters 5 and asynchronous AC motors 6, additionally introduced passive filter 7 and three-phase transformer corrective devices 8. The circuit of an additionally introduced transformer corrective device (TTKU) is presented in Fig.5. TTKU 8 contains a three-phase regulation transformer 9, a three-phase compensation transformer 10, and a three-phase capacitor bank 11. The three-phase regulation transformer has a three-phase primary winding with a primary 12 and an adjustment 13 parts, as well as a three-phase secondary winding 14. A three-phase compensation transformer has a three-phase primary 15 and secondary 16 windings. The three-phase capacitor bank 11 contains phase capacitor banks 17. In order to explain the operation of the proposed system, FIGS. 6 and 7 show the results of the simulation of electromagnetic processes in this embodiment with a twelve-phase (p = 12) rectifier, respectively, in the absence of a TTKU and filter (FIG. 6 ), as well as when turning on the TTKU at the beginning of the power transmission line and the filter of the eleventh (p-1) harmonic at the input of the rectifier. The simulation was performed in relation to the conditions of the oil and gas production complex with an overhead power line length of 18 km.

Работа предлагаемой компенсированной системы электроснабжения удаленных потребителей электрической энергии осуществляется следующим образом. После подключения системы к источнику напряжения 1 переменное трехфазное напряжение подается на ЛЭП 2, а также на основную 12 и регулировочную 13 части первичной трехфазной обмотки регулировочного трансформатора 9 трехфазного корректирующего устройства 8. С регулировочной части обмотки 13 напряжение подается на конденсаторную батарею 17 и первичную обмотку 15 компенсационного трансформатора 10. Это напряжение трансформируется во вторичную обмотку 16 компенсационного трансформатора. Напряжение на обмотке 16 суммируется с напряжением на вторичной обмотке регулировочного трансформатора 14 и подается на трехфазную ЛЭП 2 и, соответственно, на p-фазный выпрямитель 3. На распределительном устройстве постоянного тока 4 создается постоянное напряжение, которое подается на потребители электрической энергии в варианте по схемам на фиг.1-4 в виде автономных инверторов 5 и трехфазных электрических двигателей переменного тока 6. С помощью автономных инверторов 5 с использованием синусоидальной широтно-импульсной модуляции постоянное напряжение преобразуется в трехфазное переменное напряжение, приводящее в движение исполнительные трехфазные электрические двигатели буровой установки 6. Работа p-фазного выпрямителя сопровождается появлением на его входе высших гармоник тока. Наибольшими по амплитуде являются p-1 и p+1 гармоники. Наличие высших гармоник искажает формы токов и напряжений в системе электроснабжения и особенно напряжения на выходе линии электропередачи 2 (см. диаграмму напряжения на выходе ЛЭП на фиг.6). Улучшение форм токов и напряжений достигается включением на вход выпрямителя 3 дополнительного параллельного пассивного фильтра 7 канонических p-1 или p-1 и p+1 гармоник. Причем в предлагаемой системе электроснабжения фильтр выбирается особым образом, а именно, по минимуму установленной мощности, когда на него возлагается задача лишь по снижению гармонического воздействия выпрямителей 3 на систему электроснабжения, т.е. когда фильтр практически освобождается от функции компенсации реактивной мощности. Включение фильтра 7 исправляет формы токов и напряжений до допустимых пределов (см. диаграммы напряжений на выходе ЛЭП на фиг.6 и 7).The work of the proposed compensated power supply system for remote consumers of electrical energy is as follows. After connecting the system to a voltage source 1, an alternating three-phase voltage is supplied to the power transmission line 2, as well as to the main 12 and adjustment 13 parts of the primary three-phase winding of the adjustment transformer 9 of the three-phase correction device 8. From the adjustment part of the winding 13, the voltage is supplied to the capacitor bank 17 and the primary winding 15 compensation transformer 10. This voltage is transformed into the secondary winding 16 of the compensation transformer. The voltage on the winding 16 is summed with the voltage on the secondary winding of the regulating transformer 14 and is supplied to a three-phase power line 2 and, accordingly, to a p-phase rectifier 3. A constant voltage is created on the DC switchgear 4, which is supplied to consumers of electric energy in the variant according to the schemes figure 1-4 in the form of autonomous inverters 5 and three-phase AC electric motors 6. Using autonomous inverters 5 using sinusoidal pulse width modulation constant The output voltage is converted into a three-phase alternating voltage, which drives the executive three-phase electric motors of the drilling rig 6. The operation of the p-phase rectifier is accompanied by the appearance of higher current harmonics at its input. The largest in amplitude are p-1 and p + 1 harmonics. The presence of higher harmonics distorts the shape of currents and voltages in the power supply system, and especially the voltage at the output of the power line 2 (see the voltage diagram at the output of the power transmission line in Fig.6). Improving the forms of currents and voltages is achieved by including at the input of the rectifier 3 an additional parallel passive filter of 7 canonical p-1 or p-1 and p + 1 harmonics. Moreover, in the proposed power supply system, the filter is selected in a special way, namely, to minimize the installed power, when it is assigned the task of only reducing the harmonic effect of the rectifiers 3 on the power supply system, i.e. when the filter is practically freed from the reactive power compensation function. The inclusion of the filter 7 corrects the shape of currents and voltages to acceptable limits (see voltage diagrams at the output of power lines in Fig.6 and 7).

Включение ТТКУ уменьшает угол сдвига фаз между напряжением и током на входе ЛЭП, компенсируя потребляемую из источника переменного напряжения 1 реактивную мощность (см. диаграммы напряжения и тока на входе ЛЭП на фиг.6 и 7). Одновременно повышается до необходимой величины напряжение на выходе выпрямителя 3 (см. диаграммы выпрямленных напряжения и тока на фиг.6 и 7), а следовательно, и на потребителях электрической энергии 5 и 6. Необходимый уровень напряжения на потребителях 5 и 6 обеспечивается выбором регулировочным устройством соответствующей отпайки обмотки 13 трехфазного трансформаторного корректирующего устройства 8. При относительно небольшой длине линии электропередачи ТТКУ включается либо в начале ЛЭП, либо в промежуточной ее точке (фиг.1 и 2). При этом с целью снижения тока в ЛЭП и, соответственно, уменьшения потерь электрической энергии при ее передаче в ТТКУ используется регулировочный трансформатор, повышающий напряжение. При большой длине линии электропередачи повышение напряжения в начале ЛЭП обеспечивается либо силовым трансформатором 1 (фиг.3), либо ТТКУ с повышающим напряжение регулировочным трансформатором (фиг.4). При этом в ТТКУ, включаемых в конце линии (фиг.3 и 4) с целью снижения тока в линии и повышения тока в нагрузке, а также с целью ограничения напряжения на потребителях в режиме их холостого хода, используются регулировочные трансформаторы, понижающие напряжение. Аналогичный результат достигается и при тиристорном исполнении выпрямителей 3 с потребителями электрической энергии в виде электрических двигателей постоянного тока.Turning on the CTLC reduces the phase angle between voltage and current at the power line input, compensating for the reactive power consumed from the AC voltage source 1 (see voltage and current diagrams at the power line input in Figs. 6 and 7). At the same time, the voltage at the output of the rectifier 3 rises to the required value (see the diagrams of rectified voltage and current in Figs. 6 and 7), and therefore, at consumers of electric energy 5 and 6. The required voltage level at consumers 5 and 6 is provided by the choice of an adjustment device the corresponding tap of the winding 13 of the three-phase transformer correction device 8. With a relatively short length of the power line, the TTKU is switched on either at the beginning of the power transmission line or at its intermediate point (Figs. 1 and 2). At the same time, in order to reduce the current in the power transmission line and, accordingly, reduce the loss of electric energy during its transmission to the TTKU, an adjustment transformer is used to increase the voltage. With a large length of the power line, an increase in voltage at the beginning of the power transmission line is provided either by a power transformer 1 (Fig. 3), or a TTKU with a voltage-regulating transformer (Fig. 4). At the same time, in the TTKU included at the end of the line (Figs. 3 and 4), in order to reduce the current in the line and increase the current in the load, as well as to limit the voltage to consumers in their idle mode, control transformers that lower the voltage are used. A similar result is achieved with the thyristor design of rectifiers 3 with consumers of electric energy in the form of electric DC motors.

В результате применения изобретения создаются условия для нормальной работы удаленных потребителей электрической энергии с одновременным повышением энергетических показателей и качества электрической энергии в системе электроснабжения.As a result of the application of the invention, conditions are created for the normal operation of remote consumers of electric energy with a simultaneous increase in energy indicators and the quality of electric energy in the power supply system.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемой компенсированной системы электроснабжения определяется значительным увеличением допустимого расстояния от понижающей подстанции до потребителей электрической энергии, таких как буровые установки нефтегазодобывающего комплекса. При этом отпадает необходимость строительства дополнительных понижающих подстанций, поскольку каждая питающая подстанция может обслужить большее число буровых установок, что приводит к значительному снижению капитальных затрат. Кроме того, за счет полной компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения и нормализации качественных показателей электрической энергии обеспечивается существенный как энергосберегающий, так и технологический эффект.The technical and economic effect of the application of the proposed compensated power supply system is determined by a significant increase in the permissible distance from the lowering substation to consumers of electric energy, such as oil and gas production complex drilling rigs. At the same time, there is no need to build additional lowering substations, since each supply substation can serve a larger number of drilling rigs, which leads to a significant reduction in capital costs. In addition, due to the full compensation of reactive power in the power supply system and the normalization of the quality indicators of electric energy, a significant energy-saving and technological effect is provided.

Claims

1. Compensated power supply system for remote consumers of electric energy, containing a power network in the form of a source of a three-phase AC voltage of industrial frequency and a three-phase power line with p-phase rectifiers connected at the end of the line, to the output terminals of which are connected consumers of electric energy, characterized in that at the input p-phase rectifiers additionally included a parallel passive filter of canonical harmonics, and a three-phase power line is dissected and dissected ki includes additionally introduced three-phase transformer corrective devices, each of which contains control and compensation three-phase transformers made on separate magnetic circuits, a primary three-phase winding of the control transformer, containing in each phase the main part and the adjustment part with soldering, the ends of the phase windings are connected in phase to the beginning of the chains, consisting of series-connected primary phase windings of the compensation transformer and phase capacitor banks and ends connected to one of the taps of the adjusting part of the phase winding of the primary three-phase winding of the regulating transformer, and the beginning of the phase windings of the primary three-phase winding of the regulating transformer are phase-connected to the power line before being cut, and the three-phase secondary windings of the regulating and compensating transformers connected in phase to phase are connected power lines in phase after its cutting.

2. The system according to claim 1, characterized in that the three-phase transformer correction device is included at the beginning of a three-phase power line.

3. The system according to claim 1, characterized in that the three-phase transformer correction device is included at the intermediate point of the three-phase power line.

4. The system according to claim 1, characterized in that the three-phase transformer correction device is included at the end of the three-phase power line.

5. The system according to claim 1, characterized in that one three-phase transformer correction device is included at the beginning, and the other at the end of a three-phase power line.

6. The system according to claim 2 or 3, characterized in that the three-phase transformer corrective devices are made with a voltage-boosting regulating transformer.

7. The system according to claim 4, characterized in that the three-phase transformer correction device is made with a voltage-reducing control transformer.

8. The system according to claim 5, characterized in that the three-phase transformer correction device included at the power line input is made with a voltage-boosting control transformer, and the three-phase transformer correction device connected at the power line output is made with a voltage-reducing control transformer.

9. The system according to claim 1, characterized in that the p-phase rectifiers are made on diodes.

10. The system according to claim 1, characterized in that the p-phase rectifiers are made on thyristors.

11. The system according to claim 1, characterized in that the consumers of electric energy are made in the form of autonomous inverters and three-phase electric motors of alternating current.

12. The system according to claim 1, characterized in that the consumers of electric energy are made in the form of electric DC motors.

13. The system according to claim 1, characterized in that at the input of the p-phase rectifiers included a parallel passive filter p-1 harmonic.

14. The system according to claim 1, characterized in that a parallel passive filter p-1 and p + 1 harmonics are included at the input of the p-phase rectifiers.