RU2630777C1

RU2630777C1 - Smart power module

Info

Publication number: RU2630777C1
Application number: RU2016144638A
Authority: RU
Inventors: Олег Фёдорович Меньших
Original assignee: Олег Фёдорович Меньших
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-09-13

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: smart power module is claimed comprising a three-phase transformer with three closed iron magnetic cores, each of which is provided with an input and three output windings, two of which are connected in series, the first of which is connected in anti-series with third winding which is arranged in a zigzag pattern in adjacent magnetic circuit as in a balancing transformer. Three second windings of each of the magnetic cores are provided with N terminals connected to respective phases of power transmission line through controllable triacs. The free ends of three third windings are connected in parallel to three like windings of single-phase transformer, the secondary winding of which is connected in series between the common point of the free ends of three said input of the single-phase transformer and the neutral bus of the power transmission line. The selection of respective drops of the second multi-drop windings of the three-phase transformer through N corresponding controlled triacs to the three phases of the power transmission line is performed automatically by means of three identical automatic control systems from electronic devices for controlling the current force in each phase and voltages therein at the beginning of the power transmission line, and also by means of three separate two-loop automatic control systems with conversion of control analog signals to digital codes with following decoder with number of channels N at outputs of each decoder connected with controllable triacs through N optopairs. The automatic control system included in the module includes a phase current measuring device, an alternating current voltage meter at the beginning of the power transmission line, a voltage meter falling in the phase conductor with a known resistance in the power transmission line, two constant voltage shapers-equivalents of voltage difference at the beginning of the line and the phase line and the voltage to be stabilised at the end of the phase conductor of the power transmission line, and also an analog adder.

EFFECT: increased performance of voltage control process at consumer on each of the phases with increased stabilisation accuracy, increased reliability of the action, skew elimination of phase voltage and reduced electric power losses by reducing the equalizing current in neutral bus during automatic redistribution of energy flows to different consumers along their dedicated transmission lines with expansion of power consumption range by different consumers.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении электросетей с автоматическим перераспределением потоков электроэнергии по разным линиям электропередачи к потребителям с варьируемой нагрузкой по фазам трехфазной сети и варьируемой мощностью потребления в широких пределах. Создание таких энергосистем давно обсуждается в научно-технических кругах и характеризует так называемую интеллектуальную электроэнергетику, которая характеризуется широким применением электронных автоматизированных модулей управления процессами перераспределения энергии с минимальными ее потерями и исключением различного рода аварийных ситуаций, а также эффективным энергосбережением.The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of electrical networks with automatic redistribution of electricity flows across different power lines to consumers with a variable load on the phases of a three-phase network and a variable power consumption over a wide range. The creation of such energy systems has long been discussed in scientific and technological circles and characterizes the so-called intelligent electric power industry, which is characterized by the widespread use of electronic automated control modules for energy redistribution processes with minimal losses and the exception of various types of emergency situations, as well as efficient energy conservation.

Известны устройства, существенно устраняющее перекос фазных напряжений, возникающий из-за различия нагрузок по фазам у потребителя [1-3]. Это так называемое трехфазное симметрирующее устройство, в котором трехфазный трехстержневой трансформатор содержит обмотки, соединенные встречно в «зигзаг». Свободные выводы первых обмоток подключаются к выходным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения фазных нагрузок. В каждую фазу введены одна или две последовательно соединенные вольтодобавочные обмотки, включенные со стороны питающей сети через двух- или трехпозиционный переключатель последовательно с нагрузкой. Технический результат - обеспечение симметрирования фазных напряжений. Технико-экономическая эффективность при использовании устройства достигается благодаря уменьшению сопротивления токам нулевой последовательности и повышению качества электрической энергии, связанной с этим параметром, и надежности работы в аварийных режимах работы.Known devices that significantly eliminates the phase imbalance arising from the difference in phase loads among the consumer [1-3]. This is the so-called three-phase balancing device, in which a three-phase three-rod transformer contains windings connected in the opposite direction in a “zigzag”. The free terminals of the first windings are connected to the output terminals, and the free terminals of the second windings are connected to one common zero point for connecting phase loads. In each phase, one or two series-connected boost windings are introduced, connected from the mains side through a two- or three-position switch in series with the load. The technical result is the provision of balancing phase voltages. Technical and economic efficiency when using the device is achieved by reducing the resistance to currents of zero sequence and improving the quality of electric energy associated with this parameter, and the reliability of emergency operation.

Ближайшим аналогом заявляемому техническому решению может быть взято устройство стабилизации напряжения сети переменного тока [4], представляющее автотрансформатор с плавной регулировкой напряжения, осуществляемой перемещением щетки, управляемой при помощи автоматизированного привода, отличающееся тем, что с целью исключения подачи потребителю повышенного напряжения при быстром повторном включении сети, щетка трансформатора сцеплена с автоматизированным приводом посредством электромагнита, питающегося от напряжения сети, и снабжена постоянно действующей возвратной пружиной, которая при снижении напряжения сети до величины расцепления электромагнита возвращает щетку в исходное положение.The closest analogue to the claimed technical solution can be taken a device for stabilizing the voltage of the AC network [4], which is an autotransformer with stepless voltage regulation by moving the brush controlled by an automated drive, characterized in that in order to exclude the consumer from supplying increased voltage during quick restart mains, the brush of the transformer is coupled to an automated drive by means of an electromagnet powered by mains voltage, and is equipped with It is equipped with a permanent return spring, which, when the mains voltage decreases to the magnitude of the trip of the electromagnet, returns the brush to its original position.

Очевидными недостатками известного устройства являются низкая надежность действия механической системы и контактной щетки из-за ее быстрого износа, а также использование электромеханического привода управления щеткой, снижающего быстродействие процесса регулирования. Кроме того, применительно к трехфазной сети такое устройство не устраняет перекоса фазных напряжений при различных нагрузках у потребителя по фазам, а также не устраняет потери электроэнергии в нулевой шине из-за отсутствия компенсации уравнительного тока, протекающего в этой нулевой шине при перекосе фазных напряжений.The obvious disadvantages of the known device are the low reliability of the mechanical system and the contact brush due to its rapid wear, as well as the use of an electromechanical brush control drive, which reduces the speed of the regulation process. In addition, with respect to a three-phase network, such a device does not eliminate phase voltage imbalance at various loads of the consumer in phases, and also does not eliminate the energy loss in the zero bus due to the lack of compensation of the surge current flowing in this zero bus during phase voltage imbalance.

Указанные недостатки устранены в заявляемом техническом решении.These shortcomings are eliminated in the claimed technical solution.

Целями изобретения являются повышение быстродействия процесса регулирования напряжения у потребителя по каждой из фаз с повышенной точностью стабилизации, повышение надежности действия, устранение перекосов фазного напряжения и снижения потерь электроэнергии путем снижения (ликвидации) уравнительного тока в нулевой шине при автоматическом перераспределении потоков энергии различным потребителям по их выделенным линиям передачи с расширением диапазона потребляемых мощностей разными потребителями.The objectives of the invention are to increase the speed of the voltage regulation process for the consumer for each phase with increased stabilization accuracy, increase the reliability of the action, eliminate phase voltage imbalances and reduce power losses by reducing (eliminating) surge current in the zero bus with automatic redistribution of energy flows to different consumers according to their dedicated transmission lines with an extension of the range of power consumption by different consumers.

Указанные цели достигаются в заявляемом модуле интеллектуальной электроэнергетики, содержащем трехфазный трансформатор с тремя замкнутыми между собой железными магнитопроводами, на каждом из которых выполнены входная и три выходных обмотки, две из которых включены согласно-последовательно, первая из которых включена встречно-последовательно с третьей обмоткой, выполненной в «зигзаг» на смежном магнитопроводе, как в симметрирующем трансформаторе, отличающимся тем, что три вторых обмотки каждого из магнитопроводов выполнены с N выводами, подключаемыми к соответствующим фазам линии электропередачи через управляемые симисторы, а свободные концы трех третьих обмоток включены согласно-параллельно к трем одинаковым обмоткам однофазного трансформатора, вторичная обмотка которого встречно-последовательно включена между общей точкой свободных концов трех указанных входных обмоток однофазного трансформатора и нулевой шиной линии электропередачи, причем выбор включения соответствующих отводов вторых многоотводных обмоток трехфазного трансформатора через N соответствующих управляемых симисторов к трем фазам линии электропередачи осуществляется автоматически с помощью трех одинаковых электронных систем автоматического регулирования из устройств контроля силы токов в каждой фазе и напряжений в них в начале линии электропередачи, а также с помощью трех раздельных двухпетлевых систем автоподстройки с преобразованием управляющих аналоговых сигналов в цифровые коды с последующей их дешифрацией с числом каналов N на выходах каждого из дешифраторов, связанных с управляемыми симисторами через N оптопар.These goals are achieved in the inventive module of intelligent electric power, comprising a three-phase transformer with three iron magnetic circuits interconnected, each of which has an input and three output windings, two of which are connected in series, the first of which is connected in series with the third winding, made in a "zigzag" on an adjacent magnetic circuit, as in a balancing transformer, characterized in that the three second windings of each of the magnetic circuits are made with N output connected to the corresponding phases of the power line through controlled triacs, and the free ends of the three third windings are connected in parallel to three identical windings of a single-phase transformer, the secondary winding of which is counter-connected in series between the common point of the free ends of the three specified input windings of the single-phase transformer and the zero bus power lines, and the choice of including the corresponding taps of the second multi-tap windings of a three-phase transformer through N, respectively of controlled triacs to three phases of the power line is carried out automatically using three identical electronic automatic control systems from devices for monitoring the current strength in each phase and the voltages in them at the beginning of the power line, as well as using three separate two-loop auto-tuning systems with the conversion of control analog signals to digital codes with their subsequent decryption with the number of channels N at the outputs of each of the decoders associated with controlled triacs via N opto R.

Система автоматического регулирования, входящая в состав модуля, включает устройство измерения тока фазы I, выполненное из последовательно соединенных трансформатора тока и выпрямителя с фильтром нижних частот, измерителя напряжения U₁ переменного тока в начале линии электропередачи, измерителя напряжения r I, падающего в фазном проводнике с известным сопротивлением r в данной линии электропередачи, двух формирователей постоянных напряжений-эквивалентов разностного напряжения U₁ - r I и стабилизируемого напряжения U₂ в конце фазного проводника линии электропередачи, а также аналогового сумматора, на первый вход которого подан эквивалент напряжения k r I, а на второй - эквивалент напряжения k (U₂-U₁+r I) после сравнения указанных напряжений-эквивалентов на операционном усилителе, при этом аналоговый сигнал с выхода сумматора преобразуется в аналого-цифровом преобразователе с m двоичными разрядами, выход которого связан с двоичным дешифратором на N=2^m выходов, подключенных через N оптопар соответственно к N управляемым симисторам, катоды которых подключены к отводам второй вторичной обмотки силового трансформатора данной фазы, а аноды укреплены на охлаждающей пластине для всех N управляемых симисторов, подключенной к проводнику данной фазы.The automatic control system included in the module includes a phase I current measuring device made of a series-connected current transformer and a rectifier with a low-pass filter, an AC voltage meter U ₁ at the beginning of the power line, and a voltage meter r I incident in the phase conductor with known resistance r in the power line, two formers DC voltages equivalents voltage difference U ₁ - r I and the stabilized voltage U at the end of phase ₂ pro odnika transmission line, and an analog adder, the first input of which is fed the equivalent voltage kr I, and the second - equivalent voltage k (U ₂ -U ₁ + r I) after comparing said voltages equivalents of an operational amplifier, and the analog signal from the output of the adder is converted into an analog-to-digital converter with m binary bits, the output of which is connected to a binary decoder for N = 2 ^m outputs connected via N optocouplers to N controlled triacs, respectively, whose cathodes are connected to the taps of the second second egg windings of the power transformer of this phase, and the anodes are mounted on a cooling plate for all N controlled triacs connected to the conductor of this phase.

Достижение вышеуказанных целей изобретения объясняется сочетанием симметрирования в силовом трансформаторе фазных напряжений по известной схеме симметричного трехфазного трансформатора с быстродействующим электронным регулированием напряжения раздельно на конце каждой фазы у потребителя с повышенной точностью, определяемой дискретом напряжения между смежными выводами каждой из трех вторых вторичных обмоток силового трансформатора, а снижение потерь в нулевой шине линии электропередачи при существенно разных нагрузках по трем фазам у потребителя достигнуто формированием суммарного напряжения на вторичной обмотке однофазного трансформатора, равного и противоположно по фазе встречно направленного напряжению, которое возникло бы на концах нулевой шины линии электропередачи от протекания в ней уравнительного тока при отсутствии устройства компенсации перекоса фазных токов на основе однофазного суммирующего трансформатора. Устранение перекоса фазных напряжений и токов в нулевой шине и высокая степень стабилизации фазных напряжений у потребителя с автоматизацией процесса стабилизации обеспечивает эффективное перераспределение потоков электроэнергии между различными потребителями от данной трансформаторной станции и расширение пределов такой регулировки при вариации нагрузок у потребителей.The achievement of the above objectives of the invention is due to the combination of balancing in the power transformer of phase voltages according to the well-known scheme of a symmetric three-phase transformer with high-speed electronic voltage regulation separately at the end of each phase at the consumer with increased accuracy determined by the voltage discrete between the adjacent terminals of each of the three second secondary windings of the power transformer, and reduction of losses in the zero bus of the power line with significantly different loads of three basics consumer achieved formation of total voltage on the secondary winding of a single phase transformer, equal and opposite in phase opposite directional voltage that would occur at the ends of the zero power line bus leak therein circulating current in the absence of compensation device skewing phase currents based on a single-phase summing transformer. Eliminating the distortion of phase voltages and currents in the zero bus and a high degree of stabilization of phase voltages at the consumer with automation of the stabilization process ensures the effective redistribution of electricity flows between different consumers from this transformer station and the expansion of the limits of such adjustment when varying the loads among consumers.

Функциональная и принципиальная схемы заявляемого модуля представлены на прилагаемых рисунках. На рис. 1 дана схема силового трехфазного симметрирующего трансформатора с включением его обмоток с управляемыми симисторами по одной из фаз (две другие фазы имеют аналогичные связи с управляемыми симисторами) и подключение к нулевой шине однофазного суммирующего трансформатора. На рис. 2 представлена блок-схема аналого-цифрового управления включением управляемых симисторов по одной из фаз. На рис. 3 дана блок-схема системы автоматического регулирования, формирующей сигнал управления, подаваемый на аналого-цифровую схему управления (рис. 2).Functional and circuit diagrams of the claimed module are presented in the attached figures. In fig. 1 shows a diagram of a power three-phase balancing transformer with the inclusion of its windings with controlled triacs in one of the phases (the other two phases have similar connections with controlled triacs) and a single-phase summing transformer connected to the zero bus. In fig. 2 shows a block diagram of the analog-to-digital control of the inclusion of controlled triacs in one of the phases. In fig. Figure 3 shows a block diagram of an automatic control system that generates a control signal supplied to an analog-digital control circuit (Fig. 2).

На рис. 1 изображены следующие элементы:In fig. 1 shows the following elements:

1 - трехфазный силовой трансформатор, на каждом из трех магнитосвязанных магнито-проводов расположены одна первичная (а) и три вторичных (b, с, d) обмотки, причем первая (b) и вторая (d) вторичные обмотки включены между собой согласно-последовательно, а вывод первой (b) обмотки соединен встречно последовательно с третьей (с) обмоткой, выполненной на смежном магнитопроводе известным приемом в «зигзаг», кроме того, вторая (d) вторичная обмотка имеет N выводов с малым дискретом по напряжению ΔU между смежными по номерам выводами i и (i +/- 1);1 - three-phase power transformer, on each of the three magnetically connected magnetic wires there is one primary (a) and three secondary (b, c, d) windings, the first (b) and second (d) secondary windings connected in series and the output of the first (b) winding is connected in series with the third (c) winding made on the adjacent magnetic circuit by a well-known “zigzag” technique, in addition, the second (d) secondary winding has N terminals with a small discrete voltage ΔU between adjacent the numbers of the conclusions i and (i +/- 1);

2 - однофазный суммирующий токи каждой из трех фаз тремя одинаковыми первичными обмотками (е) трансформатор, так что на вторичной обмотке (g) образуется комплексное напряжение, равное и противоположно по фазе направленное тому напряжению U_НШ, какое могло бы возникнуть без использования данного трансформатора из-за уравнительного тока I_УР в нулевой шине, то есть напряжение U_g=-(U_НШ=I_УР r_НШ), и при этом в нулевой шине сопротивлением r_НШ уравнительный ток подавляется, что снижает потери электроэнергии в линии электропередачи;2 - a single-phase summing currents of each of the three phases by three identical primary windings (e) a transformer, so that a complex voltage is formed on the secondary winding (g) that is equal and opposite in phase to the voltage U _НС that could have occurred without using this transformer from - due to equalizing current I _UR in the zero bus, that is, voltage U _g = - (U _НС = I _УР r _НШ ), and in this case, in the zero bus with resistance r _{НШ the} equalizing current is suppressed, which reduces power losses in the power line;

3 - линейка из N управляемых симисторов, аноды которых объединены с данной фазой линии электропередачи (аноды симисторов жестко закреплены на охлаждающей медной пластине с отверстиями под винты симисторов).3 - a line of N controlled triacs, the anodes of which are combined with a given phase of the power line (the triac anodes are rigidly mounted on a cooling copper plate with holes for triac screws).

На рис. 2 схема аналого-цифрового управления включением симисторов состоит из:In fig. 2, the analog-to-digital control circuit for tripping the triac consists of:

4 - линейки из N оптопар в каждой фазе (с оптотиристорами или оптотранзисторами);4 - a line of N optocouplers in each phase (with optothyristors or optotransistors);

5 - источника постоянного напряжения, необходимого для включения симисторов 3, не связанного с общей шиной устройства и общего для всех N симисторов;5 - a constant voltage source necessary to turn on the triacs 3, not connected to the device common bus and common to all N triacs;

6 - системы автоматического регулирования, формирующей аналоговый сигнал управления переключением N выводов второй обмотки (d) силового трансформатора в фазному проводнику линии электропередачи через один из управляемых симисторов;6 - automatic control system forming an analogue control signal for switching N terminals of the second winding (d) of the power transformer in the phase conductor of the power line through one of the controlled triacs;

7 - трансформатор тока, установленный в фазном проводнике в начале линии электропередачи, вторичная обмотка которого индуцирует напряжение, пропорциональное протекающему в фазном проводнике току I и подаваемое на первый вход системы автоматического регулирования 6; на второй ее вход поступает напряжение U₁, действующее на фазном проводнике в начале линии электропередачи;7 - current transformer installed in the phase conductor at the beginning of the power line, the secondary winding of which induces a voltage proportional to the current I flowing in the phase conductor and supplied to the first input of the automatic control system 6; its second input receives voltage U ₁ acting on the phase conductor at the beginning of the power line;

8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с числом двоичных разрядов, равным m; при этом имеем соотношение N=2^m, отвечающее числу выводов со второй вторичной обмотки силового трансформатора 1 (при этом на первом выводе без нагрузки в фазе действует напряжение U₂, стабилизируемое в конце линии у потребителя;8 - analog-to-digital Converter (ADC) with the number of binary digits equal to m; at the same time, we have the ratio N = 2 ^m corresponding to the number of terminals from the second secondary winding of the power transformer 1 (in this case, the voltage U ₂ stabilized at the end of the line at the consumer acts on the first terminal without load in the phase;

9 - источник постоянного опорного напряжения для работы АЦП 8 (2…3 В);9 - a source of constant reference voltage for the operation of the ADC 8 (2 ... 3 V);

10 - дешифратор, например, имеющий два входа для старших разрядов формируемого в АЦП 8 кода (при m=6 - пятого и шестого разрядов) и четыре выхода;10 - a decoder, for example, having two inputs for the upper bits of the code generated in the ADC 8 (with m = 6 - the fifth and sixth bits) and four outputs;

11 - четыре одинаковых дешифратора, имеющих по четыре входа для младших разрядов кода, поступающего от АЦП 8; его входы запрета EN подключены к выходам дешифратора 10. При этом на 64 выходах четверки дешифраторов только на одном из них возникает сигнал «0» и при этом открывается соответствующий симистор, а на всех остальных выходах дежурит сигнал «1» и соответствующие светодиоды оптопар 4 не включены.11 - four identical decoders having four inputs for the least significant bits of the code coming from the ADC 8; its EN inhibit inputs are connected to the outputs of the decoder 10. At the same time, the signal “0” appears on 64 outputs of the four decoders on only one of them and the corresponding triac opens, and signal “1” is on duty at all other outputs and the corresponding LEDs of the optocouplers 4 are not included.

На рис. 3 представлена блок-схема системы автоматического регулирования, которая включает следующие элементы: два выпрямительных моста Греца, трансформатор Тр₃ с понижающей вторичной обмоткой, стабилитрон SD, три операционных усилителя У₁ (вычитатель), У₂ (схема сравнения) и У₃ (сумматор), два транзистора Т₁ и Т₂ и вторичный источник питания для операционных усилителей +/- 15 В и стабилизированный источник +5 В. На рис. 3 также указаны фазный проводник с известным сопротивлением r в составе линии электропередачи, трансформатор 7 тока фазы I и варьируемая нагрузка R_H у потребителя. Подстройка режимов работы САР осуществляется переменными резисторами и потенциометрами R₃…R₇.In fig. 3 is a block diagram of an automatic control system that includes the following elements: two Grets rectifier bridges, a Tr ₃ transformer with a secondary winding, SD zener diode, three operational amplifiers U ₁ (subtractor), U ₂ (comparison circuit) and U ₃ (adder ), two transistors T ₁ and T ₂ and a secondary power supply for operational amplifiers +/- 15 V and a stabilized source +5 V. In Fig. 3 also shows a phase conductor with a known resistance r in the power line, a phase I current transformer 7, and a variable load R _H for the consumer. Adjustment of the ATS operating modes is carried out by variable resistors and potentiometers R ₃ ... R ₇ .

Рассмотрим работу заявляемого модуля.Consider the operation of the claimed module.

Сначала рассмотрим структуру трехфазного симметрирующего силового трансформатора 1, который соединяет в себе как собственно силовой трансформатор трансформаторной станции (ТС или ячейки ЗРУ), понижающий класс напряжения, например, с 10 кВ до 380 В между фазами трехфазной сети, так и симметрирующий трансформатор, выполненный по известной методике для частичного устранения перекоса фазных напряжений у потребителя, возникающего от подключения к фазам различных по величине нагрузок. Этот трансформатор содержит первичные обмотки «а» и три вторичных обмотки «b», «с» и «d» на каждом из трех его магнитопроводов, магнитосвязанных между собой. При этом обмотки «b» и «d» включены между собой согласно-последовательно на каждом магнитопроводе, а свободный конец обмотки «b» одного магнитопровода соединен встречно-последовательно с обмоткой «с», расположенной на смежном магнитопроводе, как это принято называть в «зигзаг», что и позволяет частично устранить возможный перекос фазных напряжений, как это показано в работах [1-3]. Особенностью силового трансформатора является выполнение обмотки «d» многоотводной. При этом на первом ее свободном выводе действует фазное напряжение U₂=220 В, которое стабилизируется у потребителя с высокой точностью независимо от подключенной к фазе нагрузки в заданных расширенных пределах. Все последующие по выводам напряжения представляют эквидистантный ряд с дискретом ΔU, определяющим абсолютную погрешность стабилизации напряжения U₂. При наличии N свободных выводов обмотки «d» полное напряжение, снимаемое с такой обмотки равно U_N=U₂+N ΔU.First, we consider the structure of a three-phase balancing power transformer 1, which combines both the actual power transformer of the transformer station (TS or switchgear cubicles), which reduces the voltage class, for example, from 10 kV to 380 V between the phases of a three-phase network, and a balancing transformer made by a well-known technique for the partial elimination of phase voltage imbalance at the consumer arising from the connection of different loads to the phases. This transformer contains primary windings "a" and three secondary windings "b", "c" and "d" on each of its three magnetic cores, magnetically connected to each other. In this case, the windings "b" and "d" are connected to each other sequentially on each magnetic circuit, and the free end of the winding "b" of one magnetic circuit is connected counter-in-series with the winding "c" located on an adjacent magnetic circuit, as is commonly called in " zigzag ”, which allows you to partially eliminate the possible distortion of phase voltages, as shown in [1-3]. A feature of a power transformer is the execution of a multi-tap winding “d”. At the same time, on its first free output, a phase voltage U ₂ = 220 V acts, which is stabilized by the consumer with high accuracy, regardless of the load connected to the phase within the specified extended limits. All subsequent voltage outputs represent an equidistant series with a discrete ΔU, which determines the absolute error of voltage stabilization U ₂ . In the presence of N free terminals of the winding “d”, the total voltage removed from such a winding is U _N = U ₂ + N ΔU.

В целях энергосбережения, связанного с необходимостью ликвидации уравнительного тока в нулевой шине электропередачи, когда имеет место перекос потребляемых токов в трех фазах у потребителя, в заявляемом устройстве предлагается применить однофазный трансформатор 2 с тремя одинаковыми первичными обмотками «е» и вторичной обмоткой «g». При этом свободные концы обмоток «с» силового трансформатора 1 включены согласно-параллельно соответственно к трем обмоткам «е». Возникающие от токов в этих обмотках магнитные поля суммируются в общем для них магнитопроводе однофазного трансформатора 2, и в его магнитопроводе действует переменное магнитное поле на частоте сети f=50 Гц вида H(t)=Н_Ο sin (2 π f t+φ_Σ), где Н_Ο - амплитуда напряженности магнитного поля, определяемая модулем вектора уравнительного тока как геометрической суммы векторов для фазных токов (разных в общем случае), а φ_Σ - фаза уравнительного тока. При этом на сопротивлении нулевой шины r_НШ в случае протекания в ней уравнительного тока I_УР (определяющего значение Н_Ο) возникло бы падение напряжения U_НШ=I_УР r_НШ, и поэтому для ликвидации в нулевой шине линии электропередачи потерь энергии следует возбудить во вторичной обмотке «g» такое же напряжение U_НШ и включить эту обмотку встречно-последовательно между нулевой шиной и точкой объединения свободных выводов трех обмоток «е» однофазного трансформатора 2. При этом вместо нулевой шины из проводника, можно использовать заземление свободного вывода вторичной обмотки «g», и такое же заземление следует предусмотреть и у потребителя (средней точки соединения фаз по схеме звезды).In order to save energy associated with the need to eliminate the surge current in the zero power line, when there is a skew of the consumed currents in three phases at the consumer, the proposed device proposes to use a single-phase transformer 2 with three identical primary windings "e" and a secondary winding "g". In this case, the free ends of the windings "c" of the power transformer 1 are connected in a parallel fashion respectively to the three windings "e". The magnetic fields arising from the currents in these windings are summed up in the common magnetic circuit of a single-phase transformer 2, and an alternating magnetic field acts on its magnetic circuit at a network frequency f = 50 Hz of the form H (t) = H _Ο sin (2 π f t + φ _Σ ), where Н _Ο is the amplitude of the magnetic field strength determined by the modulus of the equalizing current vector as the geometric sum of vectors for phase currents (different in the general case), and φ _Σ is the phase of the equalizing current. In this case, on the resistance of the zero bus line r _NS in the case of the flow of equalizing current I _UR (determining the value of N _Ο ), a voltage drop would occur U _NS = I _UR r _NS , and therefore, to eliminate the power line in the zero bus line, energy losses should be excited in the secondary winding «g» same voltage U _NS, and this winding turn-to-back in series between the tire and the zero point free of association findings three windings "e" single-phase transformer 2. in this case, instead of the zero conductor of the bus, it is possible to use ground communication mean free output secondary winding «g», and the same grounding should be provided and the consumer (the midpoint of the compound phases in a star).

На рис. 1 показано соединение N вводов обмотки «d» с катодами N управляемых симисторов 3, аноды которых объединены на общем для них радиаторе охлаждения относительно небольших габаритов, поскольку одновременно работает под током только один из N управляемых симисторов. Вместо симисторов, могут использоваться пары встречно-параллельно включенных тиристоров [5]. При постоянно действующем открытии симистора не искажается форма синусоидального напряжения, что также существенно и принципиально отличает заявляемый модуль от известного управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа (УШРТ) [6, 7], в схеме которого используются пары встречно-параллельно включенных тиристоров, закорачивающих при определенной фазе синусоидального напряжения сети вторичные обмотки силового трансформатора, что приводит неизбежно к дополнительным потерям энергии и существенному искажению формы синусоиды - к появлению гармоник, которые необходимо подавлять, например, с помощью режекторных фильтров, настроенных в резонанс с частотами гармоник, что также приводит к бесполезному расходу энергии сети.In fig. 1 shows the connection of the N inputs of the winding “d” with the cathodes of N controlled triacs 3, the anodes of which are combined on a relatively small overall cooling radiator, since only one of the N controlled triacs is running under current. Instead of triacs, pairs of counter-parallel connected thyristors can be used [5]. With a permanent opening of the triac, the shape of the sinusoidal voltage is not distorted, which also significantly and fundamentally distinguishes the claimed module from the known controlled shunt reactor of transformer type (USHRT) [6, 7], in the circuit of which pairs of on-parallel connected thyristors shorting at a certain phase are used the sinusoidal voltage of the network the secondary windings of the power transformer, which inevitably leads to additional energy losses and a significant distortion of the shape of the sinusoid - appearance of harmonics to be suppressed, for example by means of notch filters tuned to resonate with the harmonic frequencies, which also leads to a useless consumption of energy network.

Рассмотрим работу системы стабилизации фазного напряжения U₂ у потребителя при разных подключаемых к ней нагрузках с сопротивлением R_H=var при сопротивлении проводника фазы в линии электропередачи равном r=const. В зависимости от протекающего в нагрузке тока I=U₂/R_H напряжение на входе линии электропередачи (у ТП) на данной фазе U₁ должно удовлетворять уравнению:Consider the operation of the system for stabilizing the phase voltage U ₂ at a consumer with different loads connected to it with a resistance R _H = var with a phase conductor resistance in the power line equal to r = const. Depending on the current flowing in the load I = U ₂ / R _{H, the} voltage at the input of the power line (in the TP) at this phase U ₁ must satisfy the equation:

Это означает, что в ТП к данному проводнику фазы следует подключить через открытый симистор 3 соответствующий вывод i обмотки «d», где i=1, 2, 3,… N, так что получим для значения i очевидное выражение:This means that in the TP, to this phase conductor, you must connect the corresponding output i of the winding “d” through an open triac 3, where i = 1, 2, 3, ... N, so that we get an obvious expression for the value i:

Следовательно, при заданном дискрете ΔU и заведомо известном сопротивлении r фазного проводника в линии электропередачи необходимо измерить ток фазы I и решить данное соотношение (2) для числа i. Но для того чтобы решить задачу стабилизации, необходимо также измерить величину напряжения U₁ в начале линии электропередачи по данной фазе для удовлетворения равенства (1).Therefore, for a given discrete ΔU and a known resistance r of the phase conductor in the power line, it is necessary to measure the current of phase I and solve this relation (2) for the number i. But in order to solve the stabilization problem, it is also necessary to measure the voltage U ₁ at the beginning of the power line for this phase to satisfy equality (1).

Вычисление номера вывода i осуществляется путем преобразования некоторого аналогового управляющего напряжения u_УПР(I), формируемого в системе автоматического регулирования 6, в цифровой двоичный код с последующим его дешифрированием. Рассмотрим эту процедуру по схеме на рис. 2.The calculation of the pin number i is carried out by converting some analog control voltage u _UPR (I) generated in the automatic control system 6 into a digital binary code with its subsequent decryption. Consider this procedure according to the scheme in Fig. 2.

Пусть положительной полярности аналоговый управляющий сигнал с выхода САР 6 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, на другой вход которого поступает стабильное постоянное опорное напряжение U_ОП (обычно несколько вольт) положительной полярности. На выходе АЦП возникает двоичный цифровой код с числом двоичных разрядов m, что отвечает наибольшему числу каналов дешифрации N=2^m. Так, при m=6 имеем N=64. Полученный в АЦП двоичный код затем поступает на дешифратор. В качестве 6-разрядного АЦП может использоваться микросхема К1107ПВ1.Let a positive polarity analog control signal from the output of the CAP 6 is fed to the input of an analog-to-digital converter (ADC) 8, the other input of which receives a stable constant reference voltage U _OP (usually several volts) of positive polarity. At the ADC output, a binary digital code appears with the number of binary digits m, which corresponds to the largest number of decryption channels N = 2 ^m . So, for m = 6, we have N = 64. The binary code received in the ADC then goes to the decoder. As a 6-bit ADC, the K1107PV1 chip can be used.

На схеме рис. 2 для примера дана схема дешифратора, который состоит из четырех конечных дешифраторов 11 с четырьмя управляющими входами и 16-ю выходами каждый, которые в совокупности образуют N=64 выходов, а также одного входного дешифратора 10 с двумя управляющими входами и четырьмя выходами, которые подключены соответственно к входам разрешения (запрета) EN четырех конечных дешифраторов 11. При этом используется 6-разрядный двоичный код, четыре младших разрядов которого соединены параллельно с управляющими входами дешифраторов 11, а два старших разряда соединены с управляющими входами дешифратора 10. Таким образом, коды от 000000 до 111111 открывают сигналом логического «0» один из 64-х выходов дешифраторов 11. Все остальные их 63 выхода остаются в состоянии логической «1». В качестве входного дешифратора 10 может быть использована микросхема ТТЛ-логики К155ИД4, а дешифратора 11 - К155ИД33.In the diagram of Fig. 2 for example, given the scheme of the decoder, which consists of four end decoders 11 with four control inputs and 16 outputs each, which together form N = 64 outputs, as well as one input decoder 10 with two control inputs and four outputs that are connected respectively, to the EN enable (prohibit) inputs of the four final decoders 11. In this case, a 6-bit binary code is used, the four low-order bits of which are connected in parallel with the control inputs of the decoders 11, and the two high-order bits are connected inens with the control inputs of the decoder 10. Thus, codes from 000000 to 111111 open one of the 64 outputs of the decoders 11 with the logic “0” signal. All 63 of their remaining outputs remain in the logical “1” state. As the input decoder 10, the TTL logic chip K155ID4 can be used, and the decoder 11 can be used K155ID33.

С каждым из выходов дешифратора связан соответствующий ему «включатель» на оптопаре 4, которая включает в себя комбинацию «светодиод - оптический канал - фототиристор» (или фототранзистор). Включение светодиода происходит по цепи от источника питания +5 В до выхода дешифратора с низким уровнем напряжения (0…0,4 В) через резистор R₁, общий для всех оптопар, ограничивающий ток через светодиод, который зажигается при напряжении около 2 В и потребляет ток около 10 мА (для оптопары типа АОУ103Б).Associated with each of the outputs of the decoder is a “switch” on optocoupler 4, which includes a combination of “LED - optical channel - photothyristor” (or phototransistor). The LED is turned on through the circuit from the +5 V power source to the output of the decoder with a low voltage level (0 ... 0.4 V) through the resistor R ₁ , common to all optocouplers, limiting the current through the LED, which lights up at a voltage of about 2 V and consumes current about 10 mA (for optocouplers like AOU103B).

При включении светодиода оптопары открывается канал «анод-катод» фототиристора (или фототранзистора) и становится проводящим для переменного тока соответствующий управляемый симистор отрицательным потенциалом на управляющем электроде относительно анода симистора при питании цепи управления всех N управляемых симисторов от единого источника постоянного тока 5 через ограничивающий ток управления резистор R₂, причем этот источник не связан с общей шиной системы («подвешен»), что и приводит к необходимости разделения выходов дешифратора от управляемых симисторов из-за действия высокого переменного напряжения между симисторами и общей шиной системы.When the optocoupler LED is turned on, the “anode-cathode” channel of the photothyristor (or phototransistor) opens and the corresponding controlled triac becomes negative conductive for the alternating current on the control electrode relative to the triac’s anode when the control circuit of all N controlled triacs is powered from a single DC 5 source through a limiting current control resistor R _2, wherein the source is not associated with a common system bus ( "suspended"), and this leads to the need to separate outputs deshifrato and controlled by triacs due to the action of high ac voltage between the triac and the common system bus.

Обратимся теперь к рассмотрению работы системы автоматического регулирования (САР) 6 по формированию управляющего напряжения u_УПР(I), подаваемого на вход АЦП 8, схема которой представлена на рис. 3. На ее входы подаются переменные напряжения с вторичной обмотки (повышающей) трансформатора тока 7, протекающего по рассматриваемой фазе линии электропередачи и равного I, а также действующее в этой фазе напряжение U₁ на понижающий трансформатор Тр₃. Оба указанных напряжения подаются на раздельные выпрямители по схеме моста Греца со сглаживающими фильтрами нижних частот. Два выпрямленных напряжения постоянного тока снимаются потенциометрами R₃ и R₅ относительно общей шины системы. Положение вывода потенциометров подбирается при настройке схемы и устанавливается с последующей постоянной фиксацией так, что на инвертирующем входе операционного усилителя У₁ действует постоянное напряжение k r I, пропорциональное току в фазе I, а на неинвертирующем входе этой микросхемы действует постоянное напряжение k U₁, пропорциональное напряжению U₁, действующему в начале линии электропередачи на данной фазе. При этом при коэффициенте усиления данного операционного усилителя, равном единице, устанавливаемого с помощью однократной регулировки с последующей фиксацией резистора (реостата) R₄, на выходе операционного усилителя У₁ образуется разностное напряжение k (U₁ - r I) положительной полярности, поскольку всегда U₁>>r I.Let us now turn to the consideration of the operation of the automatic control system (ATS) 6 in generating the control voltage u _UPR (I) supplied to the input of the ADC 8, the circuit of which is shown in Fig. 3. At its inputs, alternating voltages are supplied from the secondary winding of the (step-up) current transformer 7 flowing along the considered phase of the power line and equal to I, as well as the voltage U ₁ acting in this phase to the step-down transformer Tr ₃ . Both of these voltages are applied to separate rectifiers according to the Grets bridge circuit with smoothing low-pass filters. Two rectified DC voltages are removed by potentiometers R ₃ and R ₅ relative to the common bus system. The output position of the potentiometers is selected when setting up the circuit and is set with subsequent constant fixing so that a constant voltage kr I proportional to the current in phase I acts on the inverting input of the operational amplifier U ₁ , and a constant voltage k U ₁ proportional to the voltage acts on the non-inverting input of this microcircuit U ₁ , valid at the beginning of the power line in this phase. At the same time, when the gain of this operational amplifier is equal to unity, which is set using a single adjustment with subsequent fixation of the resistor (rheostat) R ₄ , a differential voltage k (U ₁ - r I) of positive polarity is formed at the output of the operational amplifier U ₁ , since always U ₁ >> r I.

Выпрямленное вторым мостом Греца, связанным с трансформатором Тр₃, постоянное напряжение через ограничивающий резистор подводится к стабилитрону SD, при этом на потенциометре R₆ высокостабильное постоянное напряжение, с помощью которого этим потенциометром подбирается напряжение-эквивалент напряжения U₂ в качестве некоторого опорного напряжения k U₂, используемого для сравнения его с напряжением на выходе операционного усилителя У₁ и равного к (U₁ - r I), которое подается на неинвертирующий вход операционного усилителя У₂, работающего как схема сравнения с единичным коэффициентом передачи. На выходе этой схемы образуется сигнал разности k (U₂ - U₁+ r I), полярность которого может быть как положительной, так и отрицательной в зависимости от величины напряжения U₁ и тока I при неизменном значении напряжения U₂.The DC voltage rectified by the second Gretz bridge connected to the transformer Tr _{3 is} supplied to the zener diode SD through the limiting resistor, while the potentiometer R _{6 has a} highly stable constant voltage, with which this voltage potentiometer selects the voltage equivalent voltage U ₂ as some reference voltage k U _2, used for comparing it with the voltage at the output of the operational amplifier a ₁ and equal to (U ₁ - r I), which is supplied to the noninverting input of the operational amplifier a _2, by working a comparison circuit with a unit transmission ratio. At the output of this circuit, a signal of difference k (U ₂ - U ₁ + r I) is formed, the polarity of which can be either positive or negative depending on the magnitude of the voltage U ₁ and current I with a constant value of the voltage U ₂ .

Окончательный этап формирования управляющего напряжения u_УПР(I) заключается в суммировании напряжений, выделяющихся на выходах операционных усилителей У₁ и У₂, в сумматоре на операционном усилителе У₃, и при этом оба этих суммируемых напряжений подаются через резисторы на общий для них неинвертирующий вход операционного усилителя, а с помощью инвертирующего входа усилителя задается коэффициент усиления, например, также равный единице, и тогда на его выходе будет выделяться напряжение положительной полярности (так как всегда r I>|U₂ - U₁+ r I|), величина которого с достаточной точностью соответствует значению r I в установившемся режиме регулирования напряжения U₁, когда U₁ - r I ≈ U₂. При этом выходное напряжение с У₃ образует на выходе потенциометра R₇ искомое управляющее напряжение u_УПР(I) ~ k r I при k << I, максимум которого образует на выходе АЦП 8 двоичный код 111111, а при токе фазы, равном нулю, имеем u_УПР(I) = 0, и код на выходе АЦП равен 000000. Необходимость в подстройке управляющего напряжения потенциометром R₇ возникает в зависимости от используемой величины опорного напряжения U_ОП источника питания 9 для работы АЦП 8. В качестве операционных усилителей У₁, У₂ и У₃ можно использовать микросхему КР574УД1.The final stage of the formation of the control voltage u _UPR (I) is the summation of the voltages released at the outputs of the operational amplifiers U ₁ and U ₂ in the adder on the operational amplifier U ₃ , and both of these summed voltages are fed through resistors to a common non-inverting input operational amplifier, and using the inverting input of the amplifier, a gain is set, for example, also equal to unity, and then a voltage of positive polarity will be allocated at its output (since always r I> | U ₂ - U ₁ + r I |), the value of which corresponds with sufficient accuracy to the value of r I in the steady state voltage regulation mode U ₁ when U ₁ - r I ≈ U ₂ . In this case, the output voltage with U ₃ forms at the output of the potentiometer R _{7 the} desired control voltage u _UPR (I) ~ kr I for k << I, the maximum of which forms the binary code 111111 at the output of the ADC 8, and with a phase current equal to zero, we have u _UPR (I) = 0, and the code at the ADC output is 000000. The need for tuning the control voltage with potentiometer R ₇ arises depending on the used value of the reference voltage U _{OP of the} power supply 9 for the operation of the ADC 8. As operational amplifiers U ₁ , U ₂ and _3, you can use the chip KR574UD1.

Рассмотрим пример реализации заявляемого модуля для стабилизации напряжения U₂ у любого из потребителей по любой из его фаз. Пусть потребитель по согласовании с энергоснабжающей организацией потребляет в среднем Р_Ο=100 кВт, то есть в среднем по 33,3 кВт по каждой фазе, если считать нагрузки по фазам одинаковыми. Тогда среднее значение сопротивления нагрузки по фазе равно R_H=3 U₂ ²/Р_Ο=1,452 Ом и при этом среднестатистический ток фазы равен I_Ο=U₂/R_H = 151,5 А. Если полагать сопротивление фазного проводника линии электропередачи r=0,5 Ом (при длине линии порядка 1700 м при алюминиевом проводнике сечением около 100 мм²), то при токе фазы I_Ο падение напряжения в этом проводнике будет r I_Ο=75,6 В. При этом напряжение U₁ на входе линии должно быть равно 220+75,6=295,6 В. Если полагать, что максимальная потребляемая мощность данным потребителем может быть ВДВОЕ больше средней, то есть Р_МАХ=2 Р_Ο, то максимальный ток в фазе возрастет до 302,4 А, а падение напряжения в фазном проводнике линии станет равным 151,2 В. При этом разность напряжений, действующих на N-м выводе и первым выводом силового трансформатора будет равна 151,2 В. Отсюда следует, что дискрет напряжения между смежными выводами будет равен:Consider an example implementation of the inventive module for voltage stabilization U ₂ at any of the consumers in any of its phases. Let the consumer, in agreement with the energy supplying organization, consume an average of P _Ο = 100 kW, that is, an average of 33.3 kW for each phase, if the phase loads are assumed to be the same. Then the average load resistance value is equal to the phase R _H = 3 U ₂ ² / P ohms _Ο = 1,452 and wherein the average phase current is I _Ο = U ₂ / R _H = 151.5 A. If we assume the phase conductor resistance r of transmission lines = 0.5 Ohm (with a line length of about 1700 m with an aluminum conductor with a cross section of about 100 mm ² ), then at a phase current I _Ο the voltage drop in this conductor will be r I _Ο = 75.6 V. In this case, the voltage U ₁ at the input the line should be equal to 220 + 75.6 = 295.6 V. If we assume that the maximum power consumption by this consumer can be TWO more than the average, t is P 2 P _MAX = _Ο, then the maximum current in phase A will increase to 302.4, and the voltage drop in the line phase conductors becomes equal to 151.2 V. At this voltage difference acting on the N-th output terminal and the first power transformer will be equal to 151.2 V. It follows that the voltage discrete between adjacent terminals will be equal to:

и при указанных величинах имеем ΔU=2,4 В. Если отводы в обмотке «d» делать через один полный виток, то вся эта обмотка должна содержать 371 витков (220 витков до первого ее вывода), если обмотки «b» и «с» имеют одинаковое число витков. Относительная погрешность стабилизации напряжения U₂ оценивается при этом как:and with the indicated values we have ΔU = 2.4 V. If the taps in the winding "d" are made through one full turn, then this whole winding should contain 371 turns (220 turns before its first output), if the windings are "b" and "c »Have the same number of turns. The relative error of voltage stabilization U ₂ is estimated at the same time as:

и при указанных данных относительная погрешность стабилизации напряжения у потребителя равна +/- 1,09% при изменении потребляемой им мощности от нуля до 200 кВт, то есть в чрезвычайно широких пределах.and with the indicated data, the relative error of voltage stabilization at the consumer is +/- 1.09% when the power consumption is changed from zero to 200 kW, that is, in an extremely wide range.

Заявленный модуль интеллектуальной электроэнергетики будущего, о чем говорилось на недавней конференции в Сколково с участием Председателя правительства России, является одной из существенных компонент построения будущей энергетики, поскольку такое техническое решение позволяет оперативно перераспределять потоки энергии между разными потребителями при изменяющихся их нагрузках без аварийных ситуаций (включая применение реклоузеров). Другими ее компонентами является проблема энергосбережения путем компенсации реактивных составляющих в линии электропередачи и нейтрализации гармоник. Однако радикальным средством снижения потерь энергии в линиях электропередачи остается трудно решаемая проблема передачи электроэнергии по сверхпроводящим кабелям, работающим при температуре окружающей среды. Эти работы в России пока находятся на начальной стадии, а ученые-физики уже подошли к созданию сверхпроводников при их работе с комнатной температурой, а сверхпроводники на керамике, охлаждаемые жидким азотом уже нашли практическое применение. Что касается так называемой аккумуляции энергии переменного тока у потребителей, то эта возможность не имеет надлежащего экономического обоснования в ближайшей обозримой перспективе. Достаточно иметь закольцованную электросеть по стране с некоторым избытком генерируемой энергии по сравнению с суммарной потребляемой энергией.The declared module of the future intelligent electric power industry, which was discussed at a recent conference in Skolkovo with the participation of the Prime Minister of Russia, is one of the essential components of building future energy, since such a technical solution allows you to quickly redistribute energy flows between different consumers under changing loads without emergency situations (including the use of reclosers). Its other components are the problem of energy saving by compensating reactive components in the power line and neutralizing harmonics. However, the hard-to-solve problem of electric power transmission through superconducting cables operating at ambient temperature remains a radical means of reducing energy losses in power lines. These works in Russia are still at the initial stage, and physicists have already approached the creation of superconductors when they work at room temperature, and superconductors on ceramics cooled by liquid nitrogen have already found practical application. As for the so-called accumulation of AC energy from consumers, this possibility does not have a proper economic justification in the near future. It is enough to have a looped electricity network in the country with a certain excess of generated energy compared to the total energy consumed.

Задача реализации интеллектуальной электроэнергетики является приоритетным направлением развития народного хозяйства и экономики, и ее решение связано с необходимостью решительного обновления парка имеющегося электрооборудования множества разветвленных трансформаторных станций (ячеек ЗРУ) с разными классами напряжения, а также средств транспортировки электроэнергии, на выполнение чего необходимо предусмотреть необходимые и весьма немалые денежные средства государственного бюджета и различных частных компаний и корпораций.The task of implementing intelligent electric power industry is a priority for the development of the national economy and economy, and its solution is associated with the need for a decisive renewal of the existing electric equipment fleet of many branched transformer stations (switchgear cubicles) with different voltage classes, as well as means of transporting electricity, for which it is necessary to provide quite a lot of money from the state budget and various private companies and corporations.

ЛитератураLiterature

1. Василенко В.Д. Симметрирующий трансформатор. Патент РФ №2521864, опубл. 10.07.2014.1. Vasilenko V.D. Balancing transformer. RF patent No. 2521864, publ. 07/10/2014.

2. Василенко В.Д., Евдокимов В.В. Трехфазное симметрирующее устройство. Патент РФ №2314620, опубл. 04.01.2008.2. Vasilenko V.D., Evdokimov V.V. Three-phase balancing device. RF patent No. 2314620, publ. 01/04/2008.

3. Василенко В.Д. Трехфазное симметрирующее устройство. Патент РФ №2453965, опубл. 20.06.2012.3. Vasilenko V.D. Three-phase balancing device. RF patent No. 2453965, publ. 06/20/2012.

4. Алексеев Н.Н., Мишаров Ф.Ф. Устройство стабилизации напряжения сети переменного тока. Авторское свидетельство СССР по заявке №618942/24, опубл. в бюл. №24 от 1959 г. (прототип).4. Alekseev NN, Misharov F.F. AC voltage stabilization device. USSR author's certificate on application No. 618942/24, publ. in bull. No. 24 of 1959 (prototype).

5. Меньших О.Ф. Электронно-управляемый силовой трансформатор (ЭУСТ) для линии электропередачи к потребителю с переменной нагрузкой. Заявка №2016138900/07 (062054) с приоритетом от 03.10.2016.5. Smaller O.F. An electronically controlled power transformer (ECT) for a power line to a consumer with a variable load. Application No. 2016138900/07 (062054) with priority dated 10/03/2016.

6. Мологин Д.С., Чуприков B.C. Реализация пилотного проекта CSRT в энергосистеме «Norte de Angola», «Энергоэксперт», №1, 2010.6. Mologin D.S., Chuprikov B.C. Implementation of a CSRT pilot project in the Norte de Angola energy system, EnergyExpert, No. 1, 2010.

7. Демин А.И., ТатаренкоА.В., Чуприков B.C. Применение УШРТ 220 кВ 60 Мквар для нормализации режимов работы энергосистемы «Norte de Angola». Материалы VI Международной н/т конференции «Энергосбережение в промышленности», М., 17-18.03.2010.7. Demin A.I., Tatarenko A.V., Chuprikov B.C. The use of 220 kV CCRT 60 Mkvar to normalize the operating modes of the Norte de Angola power system. Materials of the VI International Conference on Energy Saving in Industry, Moscow, March 17-18, 2010.

Claims

1. An intelligent electric power module comprising a three-phase transformer with three iron magnetic circuits interconnected, each of which has an input and three output windings, two of which are connected in series, the first of which is connected in series with the third winding, made according to the scheme "Zigzag" on an adjacent magnetic circuit, as in a balancing transformer, characterized in that the three second windings of each of the magnetic circuits are made with N terminals connected to the corresponding phases of the power line through controlled triacs, and the free ends of the three third windings are connected parallel to three identical windings of a single-phase transformer, the secondary winding of which is counter-connected between the common point of the free ends of the three specified input windings of the single-phase transformer and the zero bus of the power line, the choice of inclusion of the corresponding taps of the second multi-tap windings of a three-phase transformer through N corresponding controlled triacs to Rem the phases of the power line is carried out automatically using three identical automatic control systems from electronic devices for monitoring the current strength in each phase and the voltages in them at the beginning of the power line, as well as using three separate two-loop auto-tuning systems with the conversion of control analog signals to digital codes, followed by their decryption with the number of channels N at the outputs of each of the decoders associated with controlled triacs through N optocouplers.

2. The intelligent electric power module according to claim 1, wherein the automatic control system included in the module includes a phase I current measuring device made of a series-connected current transformer and a rectifier with a low-pass filter, an AC voltage meter U ₁ at the beginning of the line power transmission, voltage meter r⋅I, incident in a phase conductor with a known resistance r in a given transmission line, two constant-voltage formers, equivalent to differential voltage U ₁ - r⋅I and stabilized voltage U ₂ at the end of the phase conductor of the power line, as well as an analog adder, the first input of which is supplied with the equivalent voltage kr I, and the second with the equivalent voltage k (U ₂ -U ₁ + r⋅ I) after comparing the indicated voltage equivalents on the operational amplifier, the analog signal from the output of the adder is converted into an analog-to-digital converter with m binary bits, the output of which is connected to a binary decoder with N = 2 ^m outputs connected via N optocouplers to N, respectively management removable triacs whose cathodes are connected to the taps of the second secondary winding of the power transformer of this phase, and the anodes are mounted on a cooling plate for all N controlled triacs connected to the conductor of this phase.