RU2655922C1 - Phase-rotary device - Google Patents
Phase-rotary device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655922C1 RU2655922C1 RU2017103319A RU2017103319A RU2655922C1 RU 2655922 C1 RU2655922 C1 RU 2655922C1 RU 2017103319 A RU2017103319 A RU 2017103319A RU 2017103319 A RU2017103319 A RU 2017103319A RU 2655922 C1 RU2655922 C1 RU 2655922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- switch
- shunt transformer
- keys
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- 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
Description
Известно ФПУ, содержащее сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого включены в рассечку фаз линии электропередачи, шунтовой трансформатор, первичные обмотки которого подключены к линии электропередачи, коммутатор, осуществляющий коммутацию вторичных обмоток шунтового трансформатора к первичным обмоткам сериесного трансформатора с помощью управляемых ключей. Каждая фаза шунтового трансформатора содержит гальванически развязанные вторичные обмотоки. Все вторичные обмотки в фазе шунтового трансформатора имеют разные коэффициенты трансформации и соответственно имеют разное число витков. При этом коэффициенты трансформации соответствующих вторичных обмоток в каждой из фаз шунтового трансформатора одинаковы.It is known FPU containing a serial transformer, the secondary windings of which are included in the dissection of the phases of the power line, a shunt transformer, the primary windings of which are connected to the power line, a switch that commutes the secondary windings of the shunt transformer to the primary windings of the serial transformer using controlled keys. Each phase of the shunt transformer contains galvanically isolated secondary windings. All secondary windings in the phase of the shunt transformer have different transformation ratios and, accordingly, have a different number of turns. Moreover, the transformation ratios of the corresponding secondary windings in each of the phases of the shunt transformer are the same.
Каждая фаза коммутатора содержит последовательно соединенные мосты, содержащие по четыре управляемых ключа. Каждая вторичная обмотка в каждой фазе шунтового трансформатора коммутируется отдельным мостом в соответствующей фазе коммутатора, [пат. RU 106060].Each phase of the switch contains series-connected bridges containing four managed keys. Each secondary winding in each phase of the shunt transformer is switched by a separate bridge in the corresponding phase of the switch, [US Pat. RU 106060].
Недостаток прототипа - большое количество двунаправленных управляемых ключей, что приводит к усложнению конструкции коммутатора ФПУ, увеличению его стоимости и уменьшению коэффициента полезного действия (КПД) ФПУ в целом.The disadvantage of the prototype is the large number of bidirectional managed keys, which complicates the design of the FPU switch, increases its cost and reduces the efficiency of the FPU as a whole.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение конструкции коммутатора ФПУ, удешевление его стоимости и увеличение КПД ФПУ в целом за счет уменьшения количества управляемых ключей.The technical result, to which the proposed technical solution is directed, is to simplify the design of the FPU switch, reduce its cost and increase the efficiency of the FPU as a whole by reducing the number of managed keys.
Технический результат достигается тем, что фазоповоротное устройство, содержащее сериесный трансформатор, каждая фаза сетевой обмотки которого включена последовательно в соответствующую фазу линии электропередачи, а его вентильные обмотки подключены к соответствующим фазным выходам коммутатора, многообмоточный шунтовой трансформатор, каждая фаза первичной обмотки которого подключена к соответствующей фазе линии электропередачи, а вторичные обмотки каждой фазы шунтового трансформатора подключены к соответствующим входам коммутатора, каждая фаза которого состоит из двух одинаковых параллельно включенных ветвей, содержащих последовательное соединение управляемых ключей, причем входы коммутатора для подключения каждой вторичной обмотки шунтового трансформатора расположены в каждой точке соединения управляемых ключей параллельных ветвей коммутатора, при этом разноименные выводы вторичных обмоток шунтового трансформатора расположены на каждой из параллельных ветвей коммутатора в чередующейся последовательности, при этом разноименные выводы различных вторичных обмоток шунтового трансформатора, одноименные выводы которых расположены на одних и тех же ветвях коммутатора, соединяются дополнительными управляемыми ключами.The technical result is achieved by the fact that a phase-shifting device containing a series transformer, each phase of the network winding of which is connected in series to the corresponding phase of the power line, and its valve windings are connected to the corresponding phase outputs of the switch, a multi-winding shunt transformer, each phase of the primary winding of which is connected to the corresponding phase power lines, and the secondary windings of each phase of the shunt transformer are connected to the corresponding inputs of the switch a torus, each phase of which consists of two identical parallel-connected branches containing a series connection of controlled keys, and the inputs of the switch for connecting each secondary winding of the shunt transformer are located at each connection point of the controlled keys of parallel branches of the switch, while the opposite terminals of the secondary windings of the shunt transformer are located on each of the parallel branches of the switch in an alternating sequence, while the opposite conclusions of various second shunt transformer windings, the same terminals of which are located on the same branches of the switch, are connected by additional controlled keys.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 приведена функциональная схема построения одной фазы ФПУ с тремя вторичными обмотками шунтового трансформатора. На фиг. 2 приведена функциональная схема построения одной фазы ФПУ с тремя вторичными обмотками шунтового трансформатора и дополнительными управляемыми ключами коммутатора. На фиг. 3 приведена функциональная схема построения одной фазы ФПУ с четырьмя вторичными обмотками шунтового трансформатора и дополнительными управляемыми ключами коммутатора. На фиг. 4 приведена таблица состояний управляемых ключей одной фазы коммутатора для ФПУ с тремя вторичными обмотками шунтового трансформатора. На фиг. 5 приведена таблица состояний управляемых ключей одной фазы коммутатора для ФПУ с тремя вторичными обмотками шунтового трансформатора и дополнительными управляемыми ключами в коммутаторе. На фиг. 6 приведена таблица состояний управляемых ключей одной фазы коммутатора для ФПУ с четырьмя вторичными обмотками шунтового трансформатора.In FIG. 1 is a functional diagram of the construction of one phase of the FPU with three secondary windings of a shunt transformer. In FIG. Figure 2 shows a functional diagram of the construction of one phase of the FPU with three secondary windings of a shunt transformer and additional controlled switch keys. In FIG. Figure 3 shows the functional diagram of the construction of one phase of the FPU with four secondary windings of the shunt transformer and additional controlled switch keys. In FIG. Figure 4 shows the state table of the controlled keys of one phase of the switch for FPU with three secondary windings of the shunt transformer. In FIG. Figure 5 shows the state table of the managed keys of one phase of the switch for the FPU with three secondary windings of the shunt transformer and additional managed keys in the switch. In FIG. Figure 6 shows a table of states of controlled keys of one phase of a switch for a FPU with four secondary windings of a shunt transformer.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов построения функциональной схемы одной фазы фазоповоротного устройства, включающей сериесный трансформатор 1, шунтовой трансформатор 2, содержащий три вторичные обмотки 3, 4, 5, каждая из которых подключена к коммутатору, представляющему собой две одинаковые параллельно включенные ветви, состоящие из управляемых ключей 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Первая ветвь коммутатора состоит из последовательно соединенных управляемых ключей 6, 8, 10, 12. Вторая ветвь коммутатора состоит из последовательно соединенных управляемых ключей 7, 9, 11, 13. При этом начало первой вторичной обмотки 3 шунтового трансформатора 2 подключено к общей точке соединения управляемых ключей 6 и 8, конец первой вторичной обмотки 3 шунтового трансформатора 2 подключен к общей точке соединения управляемых ключей 7 и 9; начало второй вторичной обмотки 4 шунтового трансформатора 2 подключено к общей точке соединения управляемых ключей 9 и 11, конец второй вторичной обмотки 4 шунтового трансформатора 2 подключен к общей точке соединения управляемых ключей 8 и 10; начало третьей вторичной обмотки 5 шунтового трансформатора 2 подключено к общей точке соединения управляемых ключей 10 и 12, конец третьей вторичной обмотки 5 шунтового трансформатора 2 подключен к общей точке соединения управляемых ключей 11 и 13. Не подключенные к управляемым ключам 8 и 9 выводы управляемых ключей 6 и 7 соединяются, образуя первый выход коммутатора, и соответственно соединяются с первым выводом вентильной обмотки 14 сериесного трансформатора 1, а не подключенные к управляемым ключам 10 и 11 выводы управляемых ключей 12 и 13 соединяются, образуя второй выход коммутатора, и соответственно соединяются со вторым выводом вентильной обмотки 14 сериесного трансформатора 1.In FIG. 1 shows one of the possible options for constructing a functional diagram of one phase of a phase-shifting device, including a
Для увеличения количества ступеней регулирования вводятся дополнительный управляемый ключ 15 (фиг. 2), подключенный одним выводом к общей точке соединения управляемых ключей 6 и 8, а другим выводом к общей точке соединения управляемых ключей 11 и 13, а также дополнительный управляемый ключ 16, подключенный одним выводом к общей точке соединения управляемых ключей 10 и 12, а другим выводом к общей точке соединения управляемых ключей 9 и 7.To increase the number of control steps, an additional managed
При добавлении в фазу шунтового трансформатора 2 дополнительной вторичной обмотки 17 выводы управляемых ключей 12 и 13 отключаются от второго вывода вентильной обмотки 14 сериесного трансформатора 1 и параллельные ветви коммутатора дополняются управляемыми ключами 18 и 19 (фиг. 3). При этом конец четвертой вторичной обмотки 17 шунтового трансформатора 2 подключается к общей точке соединения управляемых ключей 12 и 18, а начало четвертой вторичной обмотки 17 шунтового трансформатора 2 подключается к общей точке соединения управляемых ключей 13 и 19. Дополнительный управляемый ключ 20 своим первым выводом подключается к общей точке соединения управляемых ключей 12 и 18, а вторым выводом - к общей точке соединения управляемых ключей 9 и 11. Дополнительный управляемый ключ 21 своим первым выводом подключается к общей точке соединения управляемых ключей 13 и 19, а вторым выводом - к общей точке соединения управляемых ключей 8 и 10. Выводы управляемых ключей 18 и 19, не соединенные с управляемыми ключами 12 и 13 соответственно, объединяются, образуя второй выход коммутатора, и соединяются с вторым выводом вентильной обмотки 14 сериесного трансформатора 1.When an additional
Смена ступеней регулирования ФПУ осуществляется системой управления посредством изменения состояния (включение или выключение) управляемых ключей 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21 путем подачи на них импульсов управления в соответствии с таблицами, приведенными на фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6 для схем ФПУ фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 соответственно.The change of the FPU control steps is carried out by the control system by changing the state (turning on or off) of the controlled
Управляемые ключи 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21 коммутатора осуществляют коммутацию (подключение в прямой либо обратной полярности или отключение) вторичных обмоток 3, 4, 5, 17 шунтового трансформатора 2 к вентильной (первичной) обмотке 14 сериесного трансформатора 1. Комбинации подключенных в каждый момент времени обмоток 3, 4, 5, 17 шунтового трансформатора 2 к вентильной обмотке 14 сериесного трансформатора 1 посредством управляемых ключей 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21 определяют формируемое на вентильной обмотке 14 сериесного трансформатора 1 напряжение и, соответственно ступень регулирования ФПУ.The controlled
Проводящее состояние управляемых ключей 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21 (ключ включен) обозначено в таблицах на фиг. 4 - фиг. 6 как «1». Непроводящее состояние управляемых ключей 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21 (ключ выключен) обозначено в таблицах на фиг. 4 - фиг. 6 как «0».The conductive state of the controlled
ФПУ, реализованное согласно структуре фиг. 1, позволяет получить 13 различных по величине и знаку ступеней регулирования, приведенных в таблице на фиг. 4. При этом прототип при трех вторичных обмотках шунтового трансформатора позволяет получить 15 ступеней регулирования. С целью обеспечения количества ступеней, соответствующих прототипу, в схему добавляются два дополнительных управляемых ключа 15 и 16 (фиг. 2), после чего количество ступеней регулирования становится равным 15 (фиг. 5).FPU implemented according to the structure of FIG. 1, allows you to get 13 different in magnitude and sign of the stages of regulation shown in the table in FIG. 4. In this case, the prototype with three secondary windings of the shunt transformer allows you to get 15 levels of regulation. In order to ensure the number of steps corresponding to the prototype, two additional controlled
Реализация ФПУ по схеме фиг. 3, отличающаяся наличием четырех вторичных обмоток 3, 4, 5, 17 шунтового трансформатора 2 и дополнительных управляемых ключей 18, 19, 20, 21, позволяет повысить количество ступеней регулирования до 31 (фиг. 6).The implementation of the FPU according to the scheme of FIG. 3, characterized by the presence of four
Таким образом, при одинаковом количестве вторичных обмоток шунтового трансформатора ФПУ заявляемые устройства по функциональным характеристикам не будут отличаться от прототипа [пат. RU 106060], но будут выгодно отличаться количеством управляемых ключей коммутатора. Уменьшение количества управляемых ключей в заявляемом устройстве позволит упростить конструкцию коммутатора ФПУ, уменьшить его стоимость, а также увеличить КПД ФПУ. Например, для схемы фиг. 1 на 4 ключа, а для схемы фиг. 2 на 2 управляемых ключа по сравнению со схемой прототипа.Thus, with the same number of secondary windings of the shunt transformer FPU, the claimed device functional characteristics will not differ from the prototype [US Pat. RU 106060], but they will advantageously differ in the number of managed switch keys. A decrease in the number of managed keys in the inventive device will simplify the design of the FPU switch, reduce its cost, and also increase the efficiency of the FPU. For example, for the circuit of FIG. 1 by 4 keys, and for the circuit of FIG. 2 to 2 managed keys compared to the prototype circuit.
Таким образом, осуществление совокупности признаков заявляемого фазоповоротного устройства обеспечивает достижение указанного технического результата.Thus, the implementation of the totality of the features of the claimed phase-shifting device ensures the achievement of the specified technical result.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103319A RU2655922C1 (en) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Phase-rotary device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103319A RU2655922C1 (en) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Phase-rotary device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655922C1 true RU2655922C1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103319A RU2655922C1 (en) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Phase-rotary device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655922C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194941U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Dual-band phase shifter for medium voltage networks |
RU2711365C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Phase-shifting device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1484522A (en) * | 1974-07-22 | 1977-09-01 | Otdel Energeti Kib Akad Nauk M | Phase shifter |
EP0865139A3 (en) * | 1997-03-11 | 2000-01-05 | General Electric Company | Power flow control with rotary transformers |
WO2006065189A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Abb Research Ltd | Electric power flow control |
RU106060U1 (en) * | 2011-01-31 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | PHASE TURNING DEVICE |
RU2450420C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Semiconductor phase shifter |
US20150069955A1 (en) * | 2012-04-20 | 2015-03-12 | Guangdong East Power Co., Ltd | Symmetric-type ups power system based on a nine-phase phase-shifting autotransformer |
CN105356474A (en) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 | Tap selection strategy of phase-shifting transformer secondary winding under unequal tap phase voltages |
RU2577190C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of controlling phase-shift device |
-
2017
- 2017-02-01 RU RU2017103319A patent/RU2655922C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1484522A (en) * | 1974-07-22 | 1977-09-01 | Otdel Energeti Kib Akad Nauk M | Phase shifter |
EP0865139A3 (en) * | 1997-03-11 | 2000-01-05 | General Electric Company | Power flow control with rotary transformers |
WO2006065189A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Abb Research Ltd | Electric power flow control |
RU106060U1 (en) * | 2011-01-31 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | PHASE TURNING DEVICE |
RU2450420C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Semiconductor phase shifter |
US20150069955A1 (en) * | 2012-04-20 | 2015-03-12 | Guangdong East Power Co., Ltd | Symmetric-type ups power system based on a nine-phase phase-shifting autotransformer |
RU2577190C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of controlling phase-shift device |
CN105356474A (en) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 | Tap selection strategy of phase-shifting transformer secondary winding under unequal tap phase voltages |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194941U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Dual-band phase shifter for medium voltage networks |
RU2711365C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Phase-shifting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2625341C2 (en) | Control transformer | |
RU2655922C1 (en) | Phase-rotary device | |
RU2015155261A (en) | SWITCHING DEVICE WITH TWO SWITCHES OF THE STAGE OF LOAD, ELECTRICAL INSTALLATION WITH A SIMILAR SWITCHING DEVICE AND THEIR APPLICATION | |
CN106464130A (en) | Multi-module DC-to-DC power transformation system | |
RU2014137003A (en) | TRANSFORMER WITH STEP-SPEED SWITCH | |
RU2013140829A (en) | STEP SWITCH | |
US20120188804A1 (en) | Current supply arrangement for the rectifying three-phase ac current into multi-pulse dc current | |
RU2577190C1 (en) | Method of controlling phase-shift device | |
US20130293010A1 (en) | Current supply arrangement with a first and a second current supply device, wherein the second current supply device is connected to the first current supply device | |
RU2564990C2 (en) | Three-phase voltage regulator | |
RU2711587C1 (en) | Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation | |
KR20190025196A (en) | Isolated DC-DC converter and driving method thereof | |
JP2017099163A (en) | Bidirectional isolated dc/dc converter | |
RU157116U8 (en) | SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE | |
RU2008137321A (en) | THREE-PHASE AC VOLTAGE CONVERTER (OPTIONS) | |
RU2017113834A (en) | DEVICE FOR STABILIZING ELECTRIC NETWORK PARAMETERS | |
RU2711365C1 (en) | Phase-shifting device | |
RU2749281C1 (en) | Three-phase static frequency converter with direct coupling | |
RU2529887C1 (en) | M-phase variable voltage regulator | |
RU2609890C2 (en) | Method and device for reducing power losses | |
RU2003113789A (en) | DEVICE FOR VARIABLE AC VOLTAGE REGULATION | |
RU2746220C1 (en) | Method and device for switching on and off an electro-thermal installation | |
RU2786130C1 (en) | Static reactive power compensator | |
RU1800568C (en) | Device for discrete control of a c voltage | |
MD1651Z (en) | Transformer device for interconnection of power systems |