RU2678190C1 - METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV - Google Patents

METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV Download PDF

Info

Publication number
RU2678190C1
RU2678190C1 RU2017127337A RU2017127337A RU2678190C1 RU 2678190 C1 RU2678190 C1 RU 2678190C1 RU 2017127337 A RU2017127337 A RU 2017127337A RU 2017127337 A RU2017127337 A RU 2017127337A RU 2678190 C1 RU2678190 C1 RU 2678190C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
consumers
currents
current
phases
Prior art date
Application number
RU2017127337A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анастасия Анатольевна Новикова
Original Assignee
Анастасия Анатольевна Новикова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анастасия Анатольевна Новикова filed Critical Анастасия Анатольевна Новикова
Priority to RU2017127337A priority Critical patent/RU2678190C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2678190C1 publication Critical patent/RU2678190C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • 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
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of 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
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.SUBSTANCE: method consists in that all consumers of electric power are divided into three groups and in each, by two single-position commutators of the phase currents, two of the three phases (A-B, B-C, A-C) are connected to the consumer. Equipment of the concentrator is equipped with an additional software module, using the logical-mathematical operations of which, using the data of the shipped energy for each phase, the average value of the phase currents of the power transformer is calculated for the preceding survey cycle, the most loaded phase is detected and the asymmetry value is determined, exceeding the established tolerance, switch one or more consumers to less loaded phases. Addresses of consumers to be switched are determined on the basis of minimizing the number of switches and minimizing the distances between them, and the switching of single-phase loads of consumers is synchronized with respect to the voltage in the network.EFFECT: increased reliability of the symmetry of the phase currents of the three-phase line, a decrease in the volume of hardware, and an increase in the longevity of the contacts of the electric relays of the phase-current commutator.3 cl, 3 dwg

Description

Способ и устройство относятся к области электротехники и могут быть использованы для автоматического симметрирования фазных токов трехфазной распределительной сети 0.4 кВ, в которой часть нагрузок являются однофазными с целью потерь электроэнергии.The method and device relate to the field of electrical engineering and can be used to automatically balance the phase currents of a 0.4 kV three-phase distribution network, in which part of the loads are single-phase in order to lose electricity.

Известен способ (www.findpat.ruent, патент RU №2030055) согласно которому измеряют комплексы фазных токов несимметричной нагрузки и напряжение сети каждой фазы и с учетом этих данных вычисляют проводимость симметрирующего элемента по приведенной формуле. В зависимости от знака вычисленной реактивной составляющей симметрирующий элемент может быть как активно-емкостным, так и активно-индуктивным. Симметрирующий элемент подключается на фазное напряжение трехфазной сети и с учетом сдвига по фазе и величины асимметрии подключаются соответствующие по величине корректирующие параметры. Недостатком аналога является то обстоятельство, что схема измерений и вычислений сдвига по амплитуде и фазе токов достаточно сложна, а главное требует набора множества массивных симметрирующих элементов как активно-емкостных, так и активно-индуктивных, а также сильноточных, на сотни ампер, коммутирующих элементов (тиристоры/симисторы), к тому же динамический диапазон симметрирования не превышает 50%.A known method (www.findpat.ruent, patent RU No. 2030055) according to which the complexes of phase currents of an asymmetric load and the network voltage of each phase are measured, and taking into account these data, the conductivity of the balancing element is calculated according to the above formula. Depending on the sign of the calculated reactive component, the balancing element can be either active-capacitive or active-inductive. The balancing element is connected to the phase voltage of the three-phase network and, taking into account the phase shift and the asymmetry value, the corresponding correction parameters are connected. The disadvantage of the analogue is the fact that the scheme of measuring and calculating the shift in amplitude and phase of the currents is quite complicated, and most importantly requires a set of massive symmetrical elements, both active-capacitive and active-inductive, as well as high-current, hundreds of amperes, switching elements ( thyristors / triacs), in addition, the dynamic range of balancing does not exceed 50%.

Широко известен и описан, например в www.energosovet.ru и, например, в www.findpatent.ru патент RU №2321133, способ симметрирования фазных напряжений и нагрузок (устранение перекоса фаз) использованием симметрирующего трансформатора, подключаемого последовательно между силовым трансформатором и потребителями и за счет сдвига фаз и амплитуд в котором обеспечивают симметрию токов. Динамический диапазон велик, максимальная нагрузка на одну фазу может составлять 50% от трехфазной мощности источника электроэнергии, при этом силовой трансформатор воспринимает нагрузку как равномерно распределенную по фазам. Однако симметрирующий трансформатор громоздок, в нем существуют дополнительные потери в стали и меди, а по цене и материалоемкости он не уступает трансформатору силовому.It is widely known and described, for example, at www.energosovet.ru and, for example, at www.findpatent.ru, patent RU No. 2321133, a method of balancing phase voltages and loads (eliminating phase imbalance) using a balancing transformer connected in series between the power transformer and consumers and due to the phase shift and amplitudes in which the symmetry of the currents is ensured. The dynamic range is large, the maximum load per phase can be 50% of the three-phase power of the power source, while the power transformer perceives the load as evenly distributed over the phases. However, a balancing transformer is cumbersome, there are additional losses in it in steel and copper, and in terms of price and material consumption it is not inferior to a power transformer.

Наиболее близким к предлагаемому, является техническое решение по патенту RU 2548656 МПК H02J 3/26 «Способ симметрирования фазных токов трехфазной четырех проводной линии и устройство для его осуществления», суть которого состоит в том, что способ и устройство обеспечивают переключение, по меньшей мере, части однофазных нагрузок к наименее загруженной фазе, благодаря тому, что для каждой из переключаемых однофазных нагрузок в месте ее присоединения к линии, определяют значения асимметрии активной мощности, соответствующие каждому из фазных напряжений и току нулевого провода линии, без учета тока однофазной нагрузки. Причем в качестве наименее нагруженной принимают фазу линии с максимальным значением модуля активной мощности, знак которого противоположен знаку активной мощности наиболее нагруженной фазы. Устройство прототипа содержит: - три однопозиционных электромеханических реле, датчик тока нулевого провода, блок высокоточного измерения фазных напряжений и тока нулевого провода, а также контроллер, выполняющий математические функции выбора из трех фаз наименее нагруженную и ее подключение к нагрузке потребителя вместо самой нагруженной. К сожалению, в прототипе по умолчанию не указаны признаки типовой системы, касающиеся изобретения, но которые реально присутствуют например, основной 3-х фазный счетчик, установленный на выходе силового трансформатора, который измеряет и токи и напряжения по каждой фазе, счетчики потребителей, в которых также измеряются параметры сети теми же средствами, что и у прототипа (блоки 4, 5, 6, 17). В результате, устройство для реализации способа требует в месте подключения потребителя к сети дополнительную аппаратуру, сравнимую по точности и объему функций с электронным счетчиком электроэнергии, установленном у потребителя, а также требует выносного датчика тока нулевого провода, например на столбе воздушной линии. К недостатку решения можно также отнести недостаточную долговечность контактов электромеханических реле в связи с дребезгом при их переключении в любой момент тока через них и, следовательно, повышенным износом. Кроме указанных, недостаток прототипа заключается в неучете того факта, что вдоль распределенной линии напряжение на входе каждого последующего локального потребителя уменьшается, независимо от наличия асимметрии токов. Так на входе потребителей, расположенных вдоль линии на некотором расстоянии, при одинаковых потребляемых токах, напряжения будут - разные, вследствие падения напряжения на проводах линии и между ними естественно текут уравнительные токи по нулевому проводу, даже при равенстве (симметрии) потребляемых токов. Устройство прототипа фиксируя в нейтральном проводе: 1) уравнительных токов между ними и 2) разность входных напряжений ошибочно считает, что фазы нагружены не симметрично! и начинает подключать к фазе расположенной ближе к питающему трансформатору, на входе которой напряжение выше, нагрузки расположенные дальше. В результате, возможна принудительная асимметрия нагрузочных токов.Closest to the proposed one is the technical solution according to patent RU 2548656 IPC H02J 3/26 “Method for balancing the phase currents of a three-phase four-wire line and device for its implementation”, the essence of which is that the method and device provide switching at least parts of single-phase loads to the least loaded phase, due to the fact that for each of the switched single-phase loads at the point of its connection to the line, the asymmetry of the active power corresponding to each phase voltage is determined voltages and the current of the neutral wire of the line, excluding the current of a single-phase load. Moreover, the phase of the line with the maximum value of the module of active power, the sign of which is opposite to the sign of the active power of the most loaded phase, is taken as the least loaded. The prototype device contains: - three one-position electromechanical relays, a neutral wire current sensor, a unit for high-precision measurement of phase voltages and neutral wire current, as well as a controller that performs mathematical functions of selecting the least loaded of three phases and connecting it to the consumer load instead of the most loaded one. Unfortunately, the prototype does not indicate by default the features of a typical system related to the invention, but which are actually present, for example, the main 3-phase meter installed at the output of the power transformer, which measures both currents and voltages for each phase, consumer meters, in which network parameters are also measured by the same means as the prototype (blocks 4, 5, 6, 17). As a result, the device for implementing the method requires additional equipment at the place of connecting the consumer to the network, comparable in accuracy and scope of functions with the electronic electricity meter installed at the consumer, and also requires an external zero-wire current sensor, for example, on an overhead line pole. The disadvantage of the solution can also be attributed to the insufficient durability of the contacts of the electromechanical relays due to the bounce when they switch at any moment of the current through them and, therefore, increased wear. In addition to the above, the disadvantage of the prototype lies in the fact that along the distributed line the voltage at the input of each subsequent local consumer decreases, regardless of the presence of current asymmetry. So at the input of consumers located along the line at a certain distance, with the same current consumption, the voltages will be different, due to the voltage drop on the line wires and between them, equalizing currents naturally flow along the zero wire, even if the consumed currents are equal (symmetry). The prototype device fixing in a neutral wire: 1) surge currents between them and 2) the input voltage difference mistakenly believes that the phases are not loaded symmetrically! and begins to connect to the phase located closer to the supply transformer, at the input of which the voltage is higher, the loads are located further. As a result, forced asymmetry of the load currents is possible.

Задачей настоящего изобретения является увеличение достоверности симметрирования фазных токов трехфазной линии распределительной сети 0,4 кB, уменьшение объема аппаратных средств, обеспечивающих реализацию цели симметрирования и повышение долговечности контактов электромеханических реле коммутатора фазных токов.The objective of the present invention is to increase the reliability of balancing the phase currents of the three-phase line of the distribution network of 0.4 kV, reducing the amount of hardware to achieve the goal of balancing and increasing the durability of the contacts of the electromechanical relays of the phase current switch.

Технический результат, благодаря предложенному способу, может быть обеспечен в системе электроснабжения содержащей: силовой трансформатор, счетчики учета энергии основной и множества потребителей, концентратор данных счетчиков, проводной или радиоканал связи между ними и коммутатор фазных токов, благодаря тому что: всех потребителей электроэнергии распределяют на примерно равные три группы и к каждому потребителю, через коммутатор фазных токов, подключают фазы электроэнергии по схеме «или»: А и В; В и С; А и С. Далее, аппаратуру концентратора снабжают дополнительным программным модулем, с помощью логически -математических операций которого, используя данные отгруженной энергии по каждой фазе, вычисляют среднее значение фазных токов силового трансформатора за предшествующий цикл опроса, выявляют наиболее нагруженную фазу и при величине несимметрии, превышающей установленный допуск, переключают одного или более потребителей на менее нагруженные фазы. Причем, симметрирование осуществляют с помощью 2-х однопозиционных электромеханических реле коммутатора фазных токов. В отличие от способа прототипа, предложенный способ симметрирования множества потребителей базируется на усредненных значениях фазных токов непосредственно на выходе силового трансформатора, исключает возможность появления ложных команд на переключение, минимизирует количество необходимых коммутационных событий в линии, упрощает аппаратную реализацию, использованием уже установленных в линии аппаратных средств. Проблему минимизации коммутационных событий решают выбором из множества тех адресов потребителей, переключение которых способствует уменьшению их общего количества, т.е. более крупных, но одновременно расположенных компактно, иначе даже при идеальной симметрии по нулевому проводу вынуждены встречные токи и, соответственно, дополнительные потери энергии.The technical result, thanks to the proposed method, can be provided in a power supply system comprising: a power transformer, energy meters of the main and multiple consumers, a data meter concentrator, a wire or radio channel between them and a phase current switch, due to the fact that: all electricity consumers are distributed on approximately equal three groups and to each consumer, through the phase current switch, connect the phases of electricity according to the “or” scheme: A and B; B and C; A and C. Further, the concentrator’s equipment is equipped with an additional software module, using the logical and mathematical operations of which, using the data of the shipped energy for each phase, the average value of the phase currents of the power transformer for the previous polling cycle is calculated, the most loaded phase is detected and with the asymmetry value, exceeding the established tolerance, switch one or more consumers to less loaded phases. Moreover, the balancing is carried out using 2 one-position electromechanical relays of the phase current commutator. In contrast to the prototype method, the proposed method of balancing a plurality of consumers is based on the averaged phase currents directly at the output of the power transformer, eliminates the possibility of false switching commands, minimizes the number of necessary switching events in the line, simplifies the hardware implementation using the hardware already installed in the line . The problem of minimizing switching events is solved by choosing from among many consumer addresses whose switching helps to reduce their total number, i.e. larger, but at the same time compactly arranged, otherwise, even with perfect symmetry along the zero wire, counter currents and, consequently, additional energy losses are forced.

Дополнительно, переключение однофазных нагрузок потребителей с более нагруженной фазы на менее нагруженные синхронизируют относительно напряжения в сети таким образом, чтобы переключение контактов электромеханических реле происходило вблизи нулевых значений сетевого напряжения и тока. Использование синхронизации позволяет увеличить долговечность контактов и применять более дешевые реле с меньшими значениями рабочих токов.Additionally, the switching of single-phase consumer loads from a more loaded phase to a less loaded phase is synchronized with respect to the voltage in the network so that the switching of the contacts of the electromechanical relays occurs near zero values of the mains voltage and current. Using synchronization allows you to increase the durability of the contacts and use cheaper relays with lower operating currents.

Реализация способа предполагает использование дополнительного программного модуля(ей) к уже имеющимся программным и аппаратным средствам концентратора и счетчиков потребителей, что исключает использование множества дополнительных аппаратных средств обнаружения и измерения параметров перекоса фаз, используемых прототипом.The implementation of the method involves the use of additional software module (s) to the existing software and hardware of the concentrator and consumer meters, which eliminates the use of many additional hardware for detecting and measuring the phase imbalance parameters used by the prototype.

Реализация способа, с учетом возможности разбиения всех потребителей на три группы с подключаемыми к ним двумя фазами по схеме «или» А и В, В и С, С и А позволяет уменьшить количество электромеханических реле в системе по сравнению с прототипом на треть.The implementation of the method, taking into account the possibility of dividing all consumers into three groups with two phases connected to them according to the “or” scheme A and B, B and C, C and A, allows reducing the number of electromechanical relays in the system compared to the prototype by one third.

На фиг. 1 показана упрощенная схема системы распределительной сети 0.4 кВ.In FIG. 1 shows a simplified diagram of a 0.4 kV distribution network system.

На фиг. 2 приведены блоки дополнительного программного модуля концентратораIn FIG. 2 shows the blocks of the additional software module of the hub

На фиг. 3 показана временная диаграмма синхронизации переключения фаз и результирующего напряжение питания на нагрузке потребителяIn FIG. 3 shows a timing diagram of the synchronization of phase switching and the resulting supply voltage at the consumer load

Способ симметрирования фазных токов трехфазной линии предполагает использование аппаратных средств, содержащих: силовой трансформатор 1, как источник электрической энергии, нагруженный на трехфазную линию 2. К выходным шинам трансформатора 1 подключен основной 3-х фазный счетчик 3, шина данных которого подключена к входу концентратора 4 в котором происходит прием и обработка данных всех счетчиков и передача команд управления через радио или проводной канал в сторону счетчиков 5 потребителей. Входные силовые провода 2-х позиционного коммутатора 7 фазных токов, соединены с двумя фазными проводами силовой линии 2, а общий силовой провод коммутатора 7 через датчик тока счетчика 5 потребителя и через его нагрузку 8 соединен с нейтральным проводом силовой линии 2. Команды управления с выхода концентратора 4 через радио или проводной канал связи и счетчик 5 соединены с его управляющей шиной 6 и коммутатором 7, обеспечивая переключение контактов 9, 10 соответствующего электромеханического реле в режим замыкания или размыкания.The method of balancing the phase currents of a three-phase line involves the use of hardware containing: a power transformer 1, as a source of electrical energy, loaded on a three-phase line 2. The main 3-phase counter 3 is connected to the output buses of the transformer 1, the data bus of which is connected to the input of the hub 4 in which the reception and processing of data of all counters and the transmission of control commands via radio or wire channel to the counters of 5 consumers takes place. The input power wires of the 2-position switch 7 phase currents are connected to two phase wires of the power line 2, and the common power wire of the switch 7 through the current sensor of the meter 5 of the consumer and through its load 8 is connected to the neutral wire of the power line 2. Control commands from the output the hub 4 through a radio or wired communication channel and the counter 5 are connected to its control bus 6 and switch 7, providing switching contacts 9, 10 of the corresponding electromechanical relay in the mode of closing or opening.

На чертеже фиг. 2 показана упрощенная блок схема дополнительного программного модуля концентратора 4 реализующего логически - математические операции. В дополнительный программный модуль из основного счетчика 3 по входной шине 13, поступают опосредованные данные о фазных токах - JA, JB, JC в виде отгруженных энергий QA, QB, QC. В блоке счетчика 3 нет проинтегрированных данных тока по каждой фазе JA,в,с но имеются накопленные данные по отгруженной энергии, поэтому проще не загружая память этой операцией, готовые данные суммы отгруженной энергии QA,B,C по каждой фазе за предшествующий цикл опроса разделить на время цикла Т и фазное напряжение Uф и в результате будем иметь усредненное значение тока за предшествующий цикл опросаIn the drawing of FIG. 2 shows a simplified block diagram of an additional software module of the hub 4 that implements logical and mathematical operations. In the additional software module from the main counter 3 via the input bus 13, indirect data on the phase currents - J A , J B , J C in the form of the shipped energies Q A , Q B , Q C are received. In the counter block 3 there is no integrated current data for each phase J A, c, but there are accumulated data on the shipped energy, therefore it is easier not to load memory with this operation, ready data on the amount of shipped energy Q A, B, C for each phase for the previous cycle polling divided by the cycle time T and the phase voltage U f and as a result we will have an average current value for the previous polling cycle

Figure 00000001
Figure 00000001

В блоке сравнения 15 выявляют средний токIn the block comparison 15 identify the average current

Figure 00000002
Figure 00000002

и разницу ΔJ между средним и действующими усредненными значениями токов JA, JB, Jc, а в блоке дискриминатора 16 сравнивают разницу (ы) токов ΔJ с величиной уставки ΔJуст.. При грубой оценке метода чувствительность определения асимметрии определяется погрешностью вычисления усредненных токов; как правило, энергию QA,B,C измеряют с погрешностью 0,5%, напряжение Uф с погрешностью 0.1% так что каждое значение тока фазы достоверно примерно с погрешностью 0.6%, а значение среднего тока -2%. Чтобы система не производила бесчисленное количество переключений ток уставки должен быть заведомо больше. Если ΔJ превышает по модулю ΔJycт, то с появлением очередного импульса из блока синхронизации 18 (частотой 50 Гц), в блоке 17 формируют команду управления для двух однопозиционных реле коммутатора 7, задержанную по времени таким образом, чтобы контакты реле (имеющие в зависимости от типа изделия различные временные задержки) замыкались и размыкались при минимальных напряжениях и токах нагрузки 8. Выбор адреса коммутируемых потребителей определяют исходя из величины разницы токов ΔJ и токов потребителей с тем, чтобы количество переключений на линии было минимизировано. Например, если +ΔJA=50А и на линии есть три потребителя с токами 20, 15 и 15 А, то их переключить на другие фазы предпочтительнее, нежели 10 потребителей по 5 А. Кроме указанного аргумента на выбор адреса влияет месторасположение коммутируемых потребителей, очевидно, что чем ближе они находятся друг к другу, тем меньше будут токи между ними по нейтральному проводу и меньше потери даже при том условии, что симметрия идеальна.and the difference ΔJ between the average and the current average values of the currents J A , J B , J c , and in the discriminator unit 16, the difference (s) of the currents ΔJ is compared with the set value ΔJ set. . With a rough estimate of the method, the sensitivity of determining the asymmetry is determined by the error in calculating the averaged currents; as a rule, the energy Q A, B, C is measured with an error of 0.5%, the voltage U f with an error of 0.1% so that each value of the phase current is reliable with approximately an error of 0.6%, and the average current value is -2%. In order for the system not to make countless switching operations, the set current must be known to be larger. If ΔJ exceeds modulo ΔJ yct, with the appearance of the next pulse from the sync block 18 (50 Hz) in the block 17 form a control command for the two single-position relay switch 7, delayed in time so that the relay contacts (having a function of type of product, various time delays) closed and opened at minimum voltages and load currents 8. The choice of the address of switched consumers is determined based on the difference in currents ΔJ and consumer currents so that the number of switching per l The lines were minimized. For example, if + ΔJ A = 50A and there are three consumers on the line with currents of 20, 15 and 15 A, then it is preferable to switch them to other phases than 10 consumers of 5 A. In addition to this argument, the location of the switched consumers affects the choice of address, obviously that the closer they are to each other, the less currents between them along the neutral wire will be and less loss even if the symmetry is perfect.

На чертеже фиг. 3 для наглядности показаны временные диаграммы напряжения сети двух фаз (А и В), зоны переключения контактов 2-х однопозиционных реле коммутатора 7, задержанные относительно синхронизирующего импульса на время необходимое для срабатывания реле и показано результирующее напряжение питания { жирной линией) на нагрузке 8 потребителя.In the drawing of FIG. Figure 3 shows for illustrative purposes the time diagrams of the mains voltage of two phases (A and B), the contact switching zones of 2 single-position relays of the switch 7, delayed relative to the synchronizing pulse for the time necessary for the relay to operate, and the resulting supply voltage (bold line) at the load 8 of the consumer is shown .

Динамика выглядит следующим образом. Электронные счетчики 3,5 непрерывно находятся во включенном состоянии, измеряют действующие напряжения, токи, cos ф; вычисляют активную и реактивные мощности потребителей, накапливают количество потребленной энергии… и много других параметров и данные несколько раз в секунду помещают в память счетчиков, так что усредненные данные по полной потребленной энергии потребителей, имеются в памяти счетчиков 3, 5 и концентраторе 4. В каждом цикле опроса (обычно 15…30 минут) измеренные и усредненные данные о потребленной энергии по каждой фазе из основного счетчика 3 передают по шине 13 в блок 14 конвертации фазных энергий в токи. В этом блоке производят операцию преобразования по формуле (1), а в блоке 15 операцию вычисления разности токов между фазным и средним токами по формуле (2), в блоке 16 производят операцию сравнения выявленной разности токов ΔJ с уставкой ΔJycт вычитанием. Как правило, токи не одинаковы и отличаются друг от друга, т.е. постоянно присутствует асимметрия, но если она меньше допустимой величины - ΔJyc, то никаких симметрирующих мер согласно способу не предпринимается. А если в результате сравнения ΔJ превышает по модулю ΔJyст, то на выходе блока 16 появляется активный сигнал и при приходе очередного импульса синхронизации из блока 18, блоком 17, с учетом условий минимизации количества коммутаций и минимизации расстояния между переключаемыми потребителями, формируется команда управления, которая через проводной или радиоканал связи поступает на шину 6 однопозиционных реле коммутатора 7 фазных токов, вызывая переключение контактов 9, 10 с разносом во времени с целью исключения сквозных токов.The dynamics are as follows. Electronic counters 3,5 are continuously in the on state, measure the effective voltage, currents, cos f; they calculate the active and reactive capacities of consumers, accumulate the amount of energy consumed ... and many other parameters and data are placed several times per second in the memory of the meters, so that the average data on the total energy consumed by the consumers is in the memory of meters 3, 5 and hub 4. In each the polling cycle (usually 15 ... 30 minutes), the measured and averaged data on the energy consumed for each phase from the main counter 3 are transmitted via bus 13 to the phase energy to current converting unit 14. In this block, the conversion operation is performed according to the formula (1), and in block 15, the operation of calculating the current difference between the phase and middle currents according to the formula (2), in block 16, the operation compares the detected current difference ΔJ with the setting ΔJ yct subtraction. As a rule, the currents are not the same and differ from each other, i.e. asymmetry is constantly present, but if it is less than the permissible value ΔJ yc , then no balancing measures are taken according to the method. And if, as a result of the comparison, ΔJ exceeds ΔJ yst modulo, then an active signal appears at the output of block 16, and when the next synchronization pulse arrives from block 18, by block 17, taking into account the conditions for minimizing the number of switching and minimizing the distance between switched consumers, a control command is generated, which through a wired or radio communication channel enters the bus 6 of the single-position relay of the switch 7 phase currents, causing the switching contacts 9, 10 with a time difference in order to eliminate through currents.

При поступлении команды управления по шине 6 электромеханическое реле не может сработать мгновенно, ему присуща задержка (порядка 15…20 мс) на размыкание и замыкание контактов 9, 10, что вызывает необходимость дополнительных временных задержек в блоке 17 с тем чтобы размыкание контактов коммутатора 7 произошло условно в зоне «а» (заштрихованная область, фиг. 3), а замыкание (в зоне «в») при минимальных токах через нагрузку и с разносом во времени между размыканием одной пары контактов и замыканием другой с целью исключения сквозных токов с фазы на фазу. В результате реализации способа отсутствуют вероятность сквозных токов при переключении с фазы на фазу, а на нагрузке 8 действующее напряжение (жирная линия на фиг. 3) будет присутствовать с незначительным «провалом напряжения» длительностью порядка 6,7 мс. В ситуации, когда в исходном состоянии фаза «А» находится в резерве, а рабочей является фаза «В», т.е. она задержана на 120°, порядок переключения тот же, только или пауза между полупериодами синусоиды будет иной или той же, если синхронизация осуществляется по положительному перепаду фазы напряжения.When a control command is received via bus 6, the electromechanical relay cannot trip instantly, it has a delay (of the order of 15 ... 20 ms) for opening and closing of contacts 9, 10, which necessitates additional time delays in block 17 so that the opening of contacts of switch 7 occurs conditionally in zone "a" (shaded area, Fig. 3), and fault (in zone "c") at minimum currents through the load and with a time difference between the opening of one pair of contacts and the closure of the other in order to exclude through currents from phase n and phase. As a result of the implementation of the method, there is no likelihood of through currents when switching from phase to phase, and at load 8 the effective voltage (bold line in Fig. 3) will be present with an insignificant "voltage drop" lasting about 6.7 ms. In a situation where in the initial state, phase “A” is in reserve, and phase “B” is operational, i.e. it is delayed by 120 °, the switching order is the same, only or the pause between half-periods of the sinusoid will be different or the same if synchronization is carried out by a positive voltage phase difference.

Реализация изобретения может быть обеспечена с использованием электронных счетчиков широкой номенклатуры производства «Энергомера» г. Ставрополь; НПО МИР г. Омск; Меркурий, г. Москва…; в которых уже применено одно электромеханическое реле для отключения потребителя в случае неуплаты. С помощью дополнительного блока содержащего два электромеханических однопозиционных реле (SPST), предназначенных для использования в счетчиках, например, типа NRL709N (Новости Электроники №3, 2015) и с помощью дополнительного программного модуля в счетчиках и концентраторе возможна полная реализация способа.The implementation of the invention can be achieved using electronic meters of a wide range of products manufactured by Energomera, Stavropol; NGO WORLD Omsk; Mercury, Moscow ...; in which one electromechanical relay has already been applied to disconnect the consumer in case of non-payment. Using the additional unit containing two electromechanical one-position relays (SPST), intended for use in meters, for example, type NRL709N (Electronics News No. 3, 2015) and using the additional software module in meters and a hub, a complete implementation of the method is possible.

Claims (3)

1. Способ симметрирования токов трехфазной распределительной сети 0.4 кВ, содержащей, как минимум: силовой трансформатор, счетчики учета энергии основной и потребителей, концентратор данных счетчиков, проводной или радиоканал связи между счетчиками и концентратором; при котором симметрирование фазных токов осуществляют с помощью электромеханических реле коммутатора фазных токов переключением однофазных нагрузок потребителей с фазы, в которой ток больше среднего на фазу с током меньше среднего значения, отличающийся тем, что всех потребителей электроэнергии распределяют на три группы и в каждой, двумя однопозиционными коммутаторами фазных токов, подключают к потребителю две из трех фаз (А-В, В-С, А-С), аппаратуру концентратора снабжают дополнительным программным модулем, с помощью логически - математических операций которого, используя данные отгруженной энергии по каждой фазе, вычисляют среднее значение фазных токов силового трансформатора за предшествующий цикл опроса, выявляют наиболее нагруженную фазу и при величине не симметрии, превышающей установленный допуск, переключают одного или более потребителей на менее нагруженные фазы.1. A method for balancing the currents of a three-phase distribution network of 0.4 kV, containing, at a minimum: a power transformer, energy meters for the main and consumers, a data meter concentrator, a wire or radio link between the meters and the hub; in which phase currents are balanced by means of electromechanical relays of the phase current commutator by switching single-phase consumer loads from a phase in which the current is more than average per phase with a current less than the average value, characterized in that all electricity consumers are divided into three groups and in each, two one-position phase current switches, connect two of the three phases to the consumer (A-B, B-C, A-C), the equipment of the concentrator is equipped with an additional software module, with the help of a logic-mate of which, using the data of the shipped energy for each phase, they calculate the average value of the phase currents of the power transformer for the previous polling cycle, identify the most loaded phase and, if the magnitude of the non-symmetry exceeds the established tolerance, switch one or more consumers to less loaded phases. 2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что адреса потребителей, подлежащих переключению, определяют исходя из минимизации количества переключений и минимизации расстояний между ними.2. The method according to claim 1, characterized in that the addresses of consumers to be switched are determined on the basis of minimizing the number of switches and minimizing the distances between them. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переключение однофазных нагрузок потребителей синхронизируют относительно напряжения в сети.3. The method according to p. 1, characterized in that the switching of single-phase loads of consumers synchronize relative to the voltage in the network.
RU2017127337A 2017-07-31 2017-07-31 METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV RU2678190C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127337A RU2678190C1 (en) 2017-07-31 2017-07-31 METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127337A RU2678190C1 (en) 2017-07-31 2017-07-31 METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2678190C1 true RU2678190C1 (en) 2019-01-24

Family

ID=65085142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017127337A RU2678190C1 (en) 2017-07-31 2017-07-31 METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678190C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784455C1 (en) * 2022-06-23 2022-11-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) METHOD FOR REGULATED BALANCING OF CURRENTS AND VOLTAGES IN A RURAL ELECTRICAL NETWORK 0.4 kV

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1125701A1 (en) * 1983-04-11 1984-11-23 Институт Электродинамики Ан Усср Device for connecting single-phase loads with electric power network
US20140159483A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 The Research Foundation For The State University Of New York Apparatus and method for optimal phase balancing using dynamic programming with spatial consideration
WO2015017682A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development Apparatus and method for voltage and current balancing in generation of output power in power generation systems
RU2548656C1 (en) * 2013-12-27 2015-04-20 Вячеслав Васильевич Самокиш Method of balancing of phase currents of three-phase four-wire line and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1125701A1 (en) * 1983-04-11 1984-11-23 Институт Электродинамики Ан Усср Device for connecting single-phase loads with electric power network
US20140159483A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 The Research Foundation For The State University Of New York Apparatus and method for optimal phase balancing using dynamic programming with spatial consideration
WO2015017682A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development Apparatus and method for voltage and current balancing in generation of output power in power generation systems
RU2548656C1 (en) * 2013-12-27 2015-04-20 Вячеслав Васильевич Самокиш Method of balancing of phase currents of three-phase four-wire line and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784455C1 (en) * 2022-06-23 2022-11-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) METHOD FOR REGULATED BALANCING OF CURRENTS AND VOLTAGES IN A RURAL ELECTRICAL NETWORK 0.4 kV

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9366715B2 (en) Fault direction parameter indicator device and related methods
KR102206419B1 (en) Reactive power compensator
EP2672603A1 (en) A device for connecting a single-phase device into a multiphase electric network
EP2645516B1 (en) Islanding detection in electricity distribution network
EP2690452A2 (en) Apparatus for estimating capacitance of dc-link capacitor in inverter
CN104777397A (en) Distribution line single-phase break line judgment and positioning method based on line voltage vector criterion
RO119575B1 (en) Apparatus for uniform distribution of electric charges in an n-phase power distribution network
CN105337519A (en) Self-checking system and self-checking method for cascaded multilevel converter
EP2645517A1 (en) Improvement for islanding detection reliability in electricity distribution network
US20170264212A1 (en) Verifying system and method for verifying the disconnecting means of a dc/ac converter
US10784677B2 (en) Enhanced utility disturbance monitor
Mohamed et al. A review on the proposed solutions to microgrid protection problems
US4344027A (en) Frequency regulator for synchronous generators
RU2678190C1 (en) METHOD FOR SYMMETRIZING CURRENTS OF A THREE-PHASE NETWORK 0,4 kV
CN103503317B (en) There is at least three and monitor base site controller on the ripple of input
US10024920B2 (en) Systems and methods for swing angle estimation in an electrical power system
Laaksonen Protection scheme for island operated medium-voltage microgrid
RU2251703C2 (en) Method revealing non-controlled consumption of electric energy in 0,4 kv circuits
US11398731B2 (en) Method and apparatus for balancing loads on split-phase islanded systems
CN217034130U (en) Power grid abnormity detection circuit and electric equipment
JP2019203790A (en) Watthour meter and electric apparatus
US4406984A (en) Current responsive devices for synchronous generators
CN109655681A (en) A kind of substation and switchyard double measurement circuit method for detecting abnormality and system
CN115494384A (en) Detection method and circuit for energy storage grid-connected PCS inverter side relay
CN204732875U (en) A kind of phase-lacking protective device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190801