RU2595256C1 - Погружное фильтрокомпенсирующее устройство - Google Patents
Погружное фильтрокомпенсирующее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595256C1 RU2595256C1 RU2015116849/07A RU2015116849A RU2595256C1 RU 2595256 C1 RU2595256 C1 RU 2595256C1 RU 2015116849/07 A RU2015116849/07 A RU 2015116849/07A RU 2015116849 A RU2015116849 A RU 2015116849A RU 2595256 C1 RU2595256 C1 RU 2595256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitors
- inputs
- control system
- outputs
- automatic control
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию, а именно может быть использовано для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей установок электроцентробежных насосов. Сущность изобретения: погружное фильтрокомпенсирующее устройство содержит герметичный корпус с расположенными в нем конденсаторами и систему автоматического управления, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем. Входы катушки индуктивности соединены с шинопроводами, выходы катушек индуктивности соединены с входами модулей тиристорных вентилей. Выходы модулей тиристорных вентилей соединены с входами конденсаторов, выходы конденсаторов соединены между собой по схеме «звезда». Для возможности регулирования вырабатываемой реактивной мощности в корпус установлен блок системы автоматического управления, включающий в себя трансформаторы тока, трехфазный трансформатор напряжения и систему автоматического управления, которая вычисляет реактивную мощность и выдает управляющий сигнал на включение тиристорных вентилей. Технический результат - уменьшение негативного влияния высших гармонических составляющих на конденсаторы. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию, а именно может быть использовано для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей (ПЭД) установок электроцентробежных насосов (УЭЦН).
В качестве электрического привода к установкам электроцентробежных насосов в основном используются погружные асинхронные трехфазные электродвигатели (АД). Коэффициент мощности установок с погружными электроцентробежными насосами, определяемый в основном cosφ ПЭД, находится в пределах 0,7-0,85 при номинальной нагрузке и может снижаться до 0,6-0,75 при недогрузках. Коэффициент мощности определяется по формуле (1) [1]:
где S - полная мощность, ВА; Р - активная мощность, Вт; QL - индуктивная мощность, ВАр; Qc - емкостная мощность, ВАр.
Из формулы (1) видно, что чем меньше разность QL-QC, тем больше коэффициент мощности и при QL-QC=0 cosφ=1.
При работе УЭЦН характер потребляемой мощности активно-индуктивный. Для увеличения коэффициента мощности компенсируют индуктивную составляющую.
В настоящее время для управления УЭЦН все чаще используются системы преобразователь частоты - асинхронный двигатель, которые генерируют в сеть высшие гармонические составляющие. Вследствие чего форма напряжения и тока искажается.
Высшие гармонические составляющие негативно влияют на работу батарей конденсаторов. Батареи конденсаторы, работающие при несинусоидальном напряжении, в ряде случаев быстро выходят из строя в результате вспучиваний и взрывов. Причиной разрушения конденсаторов является перегрузка токами высших гармоник, которая проявляется, как правило, при возникновении в сети резонансного режима на частоте одной из гармоник.
Известен внутрискважинный компенсатор реактивной мощности [RU 145053 U1 МПК H02J 3/18, опубл. 10.09.2014], содержащий корпус с расположенными в нем косинусными конденсаторами, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем, отличающийся тем, что компенсатор дополнительно содержит установленный в корпусе блок системы управления и шинопроводы, причем входы косинусных конденсаторов соединены с выходами силовых модулей блока системы управления, а выходы косинусных конденсаторов соединены с шинопроводами.
Недостатком данного изобретения является отсутствие входного фильтрующего устройства высших гармонических составляющих. Вследствие чего может возникнуть резонансный режим на частоте одной из гармоник и выход их строя батареи конденсаторов и самого устройства.
Задачей изобретения является создание погружного фильтрокомпенсирующего устройства, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в уменьшении негативного влияния высших гармонических составляющих на конденсаторы, тем самым увеличивается срок их службы.
Указанный технический результат достигается тем, что погружное фильтрокомпенсирующее устройство содержит герметичный корпус с расположенными внутри конденсаторами и систему автоматического управления, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем, фильтрокомпенсирующее устройство дополнительно содержит установленные в корпусе катушки индуктивности, причем входы катушек индуктивности соединены с шинопроводами, выходы катушек индуктивности соединены с входами модулей тиристорных вентилей, выходы модулей тиристорных вентилей соединены с входами конденсаторов, выходы конденсаторов соединены между собой по схеме звезда, блок системы автоматического управления включает в себя трансформаторы тока, трехфазный трансформатор напряжения и систему автоматического управления.
На фиг. 1 изображено погружное фильтрокомпенсирующее устройство, соединенное с погружным электродвигателем.
На фиг. 2 изображено фильтрокомпенсирующее устройство, разрез по А-А.
На фиг. 3 изображена однолинейная схема блока системы автоматического управления погружного фильтрокомпенсирующего устройства.
Погружное фильтрокомпенсирующее устройство 1 содержит герметичный цилиндрический корпус 2, выполненный из прочного материала, например стали. Корпус 1 жестко присоединен к погружному электродвигателю 3 (фиг. 1), например, при помощи муфты. Питание электрическим током погружного электродвигателя 3 и фильтрокомпенсирующего устройства 1 осуществляется по электрическим кабелям, которые выходят из корпуса 2. Внутри корпуса 2, установлены конденсаторы 4 (фиг. 2, 3), количество которых зависит от параметров фильтрокомпенсирующего устройства 1, например требуемой вырабатываемой реактивной мощности. Для уменьшения влияния высших гармонических составляющих на работу конденсаторов 4 в корпус 2 установлены катушки индуктивности 5 (фиг. 2, 3). Входы катушек индуктивностей 5 соединены с шинопроводами 8, а выходы - с входами модулей 6 тиристорных вентилей (фиг. 3). Выходы модулей 6 тиристорных вентилей соединены с входами конденсаторов 4. Выходы конденсаторов 4 соединены между собой по схеме звезда. Для возможности регулирования вырабатываемой реактивной мощности в корпус 2 установлен блок 7 системы автоматического управления (фиг. 2). Блок 7 системы автоматического управления состоит из трансформаторов тока 8, трехфазного трансформатора напряжения 9 и самой системы автоматического управления 10 (фиг. 3).
Погружное фильтрокомпенсирующее устройство 1 работает следующим образом.
При пуске погружного электродвигателя и дальнейшей его работе происходит потребление им реактивной мощности. Так как характер потребляемой им мощности активно-индуктивный, то для уменьшения токов, протекающих по питающему кабелю, необходимо компенсировать индуктивную составляющую.
На систему автоматического управления 10 подается сигнал с трансформаторов тока 8, трехфазного трансформатора напряжения 9. Затем САУ 10 производит вычисление реактивной мощности. После вычисления реактивной мощности система САУ 10 выдает управляющий сигнал на включение тиристорных вентилей, которые коммутируют необходимое число конденсаторов 4. Таким образом, происходит компенсация реактивной мощности.
Однако при наличии в сети высших гармонических составляющих есть риск выхода из строя конденсаторов 4, так как их сопротивление зависит от частоты подаваемого тока и напряжения и определяется по формуле (2):
где ω - угловая частота, протекающего тока, рад/с; С - емкость конденсатора, Ф.
Из формулы (2) видно, что чем больше частота, тем меньше сопротивление конденсатора. Поэтому при наличии в сети высших гармонических составляющих конденсатор становится хорошим проводником, что может привести к возрастанию тока, вспучиванию и взрыву конденсатора.
Для уменьшения влияния высших гармонических составляющих на работу конденсаторов 4 на входе устанавливаются катушки индуктивности 5. Сопротивление катушек индуктивности определяется по формуле (3):
где L - индуктивность катушки, Гн.
Из формулы (3) видно, что чем больше частота, тем больше сопротивление катушки индуктивности. Поэтому катушки индуктивности 5 для высших гармонических составляющих будут плохим проводником, тем самым уменьшат их влияние на конденсаторы 4.
Список литературы
1. Л.А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Учебник. - 10-е изд. - М.: Гардарики, 2000. - 638 с.
Claims (1)
- Погружное фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее герметичный корпус с расположенными внутри конденсаторами и систему автоматического управления, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем, отличающееся тем, что фильтрокомпенсирующее устройство дополнительно содержит установленные в корпусе катушки индуктивности, причем входы катушек индуктивности соединены с шинопроводами, выходы катушек индуктивности соединены с входами модулей тиристорных вентилей, выходы модулей тиристорных вентилей соединены с входами конденсаторов, выходы конденсаторов соединены между собой по схеме «звезда», блок системы автоматического управления включает в себя трансформаторы тока, трехфазный трансформатор напряжения и систему автоматического управления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116849/07A RU2595256C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Погружное фильтрокомпенсирующее устройство |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116849/07A RU2595256C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Погружное фильтрокомпенсирующее устройство |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2595256C1 true RU2595256C1 (ru) | 2016-08-27 |
Family
ID=56891876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015116849/07A RU2595256C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Погружное фильтрокомпенсирующее устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2595256C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186338U1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-01-16 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Шкаф станции управления электродвигателем |
| RU189025U1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-05-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ТЕХОЙЛ" (ООО НПК "ТЕХОЙЛ") | Внутрискважинное компенсирующее устройство |
| RU2779873C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2022-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Погружное устройство компенсации реактивной мощности |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479088C1 (ru) * | 2011-12-14 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Фильтрокомпенсирующее устройство |
| RU145053U1 (ru) * | 2014-04-23 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Внутрискважинный компенсатор реактивной мощности |
| CN203883480U (zh) * | 2014-03-24 | 2014-10-15 | 延边国大节能技术设备有限公司 | 消谐动态无功补偿装置 |
-
2015
- 2015-04-30 RU RU2015116849/07A patent/RU2595256C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479088C1 (ru) * | 2011-12-14 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Фильтрокомпенсирующее устройство |
| CN203883480U (zh) * | 2014-03-24 | 2014-10-15 | 延边国大节能技术设备有限公司 | 消谐动态无功补偿装置 |
| RU145053U1 (ru) * | 2014-04-23 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Внутрискважинный компенсатор реактивной мощности |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186338U1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-01-16 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Шкаф станции управления электродвигателем |
| RU189025U1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-05-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ТЕХОЙЛ" (ООО НПК "ТЕХОЙЛ") | Внутрискважинное компенсирующее устройство |
| RU2779873C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2022-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Погружное устройство компенсации реактивной мощности |
| RU220193U1 (ru) * | 2023-03-10 | 2023-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Погружное устройство компенсации реактивной мощности с разрядными резисторами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8971007B2 (en) | Electrical energy saving system | |
| RU2414043C1 (ru) | Бестрансформаторный преобразователь частоты для регулируемого средневольтного электропривода | |
| CZ300880B6 (cs) | Polarizované zarízení PECS pro uchovávání náboje a zpusob použití zarízení PECS ve strídavé síti | |
| US9065329B2 (en) | Reconfigurable power converter module | |
| CN104303385A (zh) | 电池能量存储器及功率系统 | |
| EP2232666A1 (en) | Harmonic filter with integrated power factor correction | |
| RU2595256C1 (ru) | Погружное фильтрокомпенсирующее устройство | |
| WO2012013166A1 (en) | The apparatus compensating ground currents connected to phase conductors of a distribution system | |
| Chandra et al. | Capacitor bank designing for power factor improvement | |
| RU145053U1 (ru) | Внутрискважинный компенсатор реактивной мощности | |
| EP2867972B1 (en) | Energizing system and method | |
| Prousalidis et al. | Electric Power Supply Quality in ship systems: an overview | |
| RU2400917C1 (ru) | Компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии | |
| US9257844B2 (en) | Arrangement and method for reactive power compensation | |
| Abdulhameed et al. | Optimize the performance of electrical equipment in gas separation stations (degassing station DS) and electrical submersible pumps of oil equipment for oil Rumaila field | |
| RU2731680C1 (ru) | Устройство и способ подавления гармоник на выходе преобразователя частоты | |
| RU159860U1 (ru) | Погружной компенсатор реактивной мощности | |
| Aye et al. | Analysis of Harmonic Reduction by using Passive Harmonic Filters | |
| RU205207U1 (ru) | Пассивный LC-фильтр, адаптированный к колебаниям частоты источника питания | |
| CN112204494A (zh) | 利用容性连接的附加绕组进行无功功率补偿的可磁控的扼流圈 | |
| RU158871U1 (ru) | Фильтрокомпенсирующее устройство для трехфазных систем электроснабжения с нелинейными нагрузками | |
| RU2539293C1 (ru) | Частотный электропривод | |
| Akinrinde et al. | Transient analysis and mitigation of capacitor bank switching on a standalone wind farm | |
| Shahriar et al. | A PWM-based scheme for Power Factor Correction | |
| RU2727148C1 (ru) | Устройство для компенсации реактивной мощности в высоковольтных сетях |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180501 |