WO2014204359A2 - Энергосберегающий стабилизатор напряжения - Google Patents

Энергосберегающий стабилизатор напряжения Download PDF

Info

Publication number
WO2014204359A2
WO2014204359A2 PCT/RU2014/000601 RU2014000601W WO2014204359A2 WO 2014204359 A2 WO2014204359 A2 WO 2014204359A2 RU 2014000601 W RU2014000601 W RU 2014000601W WO 2014204359 A2 WO2014204359 A2 WO 2014204359A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transformer
primary winding
control
energy
output
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000601
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014204359A3 (ru
Inventor
Сергей Николаевич ФОМИН
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью "Московская энергетическая компания"
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=50515510&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2014204359(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Общество с Ограниченной Ответственностью "Московская энергетическая компания" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "Московская энергетическая компания"
Publication of WO2014204359A2 publication Critical patent/WO2014204359A2/ru
Publication of WO2014204359A3 publication Critical patent/WO2014204359A3/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical engineering and can be used to power electrical equipment, drives, motors, lighting networks, power supplies for communication systems, automation and telemechanics in order to optimize the operation of electrical equipment and energy conservation.
  • a voltage stabilization device is known that is configured to connect to a source of alternating power supply and regulate the voltage supplied to certain selected circuits, the loads of which will benefit from voltage regulation (RF patent 2386994).
  • the known device contains a PWM or an autoformer with a switchable phase angle, which is compact and light enough to be included in a standard electrical consumer device that has separate circuits, that is, those whose loads benefit from voltage regulation, and those that don't benefit, so that the former can be controlled by the device, ensuring operation at a stable and reduced voltage, thus providing a technical result - guaranteeing a reduction in power consumption Save energy and increase the life of devices connected to the device.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 5 changes the sine wave of the network currents.
  • the problem to which the invention is directed is to obtain an energy-saving voltage stabilizer for a three-phase circuit that does not change currents when a sinusoid is included in the circuit.
  • the stabilizer includes a Q network quality analyzer with the functions of a programmable logic controller with digital control outputs and the ability to configure the foot control oystvom depending on the power settings and a switching unit configured to control the analyzer output database which through
  • 25 interference suppression circuit consisting of RC-cynpeccopa and capacitor starters with a group of suppression of inrush currents or contactors of the type bi-normal or bi-normal closed, commute the primary winding of the regulating transformer, opening and closing Q contacts connected in series, while the primary winding of the transformer is connected to one sides parallel to the secondary by the first leads of the same name directly, on the other through the second opening contact; to the connection point of the second terminal of the primary winding and the second NC contact
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a second make contact is connected from the control unit combined with the analyzer, a capacitor is connected in parallel to the primary winding of the mentioned transformer, RC circuits are connected in parallel, an output capacitor is connected in parallel to the load, a two-pole power circuit breaker with an independent release is inserted into it, the contacts of which are connected in series to load circuit at the input and output of the adjustment unit, between the network and the input and between the load and output of the said unit, an additional protection unit with by remote control, connected by an input to the connection point of the first power contact with the input of the control unit, output - to the neutral wire of the network, the second and third contacts of the three-pole circuit breaker of the mentioned additional node are connected between the neutral wire and the connection point of the said second make contact with the capacitor of the first RC circuit and between the output terminal of the transformer primary winding and the connection point of the second make and break contacts of the switching unit.
  • the device can be cascaded, the rating of the control stage depends on the parameters of the transformer. It is possible to connect additional devices that affect the quality of the mains.
  • a single-phase dry phase transformer using a W-shaped single-phase dry multi-purpose transformer with one or two cores. It is possible to connect additional devices to the stabilizer that affect the quality of the mains.
  • the proposed device allows to expand the functionality of three-phase voltage stabilizers, s
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) improve a number of nodes of the voltage stabilizer and reactive power compensator, increase the stabilizer efficiency, reduce energy consumption by reducing the active and reactive power of the network.
  • the energy-saving effect of the device is based on the principle of phase-independent regulation of the voltage in the network, which allows to save up to 40% of electricity compared to analogs and to obtain a device efficiency of at least 99.7%.
  • the loss of active power on the voltage regulator is 15 times less in comparison with analogues, and the service life is 20-25 years.
  • the energy-saving device is intended for use in civil and industrial facilities in 0.4 kV networks.
  • various analyzers of gas analysis, air humidity, air flow motion sensors can be connected to the analyzer.
  • Figure 1 presents a diagram of an energy-saving voltage regulator.
  • An energy-saving voltage regulator includes a power quality analyzer with the functions of a programmable logic controller with digital control outputs 1, a remote control and backup device 2, for example, a 3G cellular modem, a switching unit 3.4, 5, an adjustable W-shaped single-phase dry multi-purpose transformer 6, 7 , 8,
  • the voltage regulator is designed to connect to the input power supply of the object (building, workshop or a separate electrical installation).
  • the voltage stabilizer affects three factors of low-quality power supply, which lead to increased energy consumption in technological, engineering and household equipment:
  • the parameters measured by the network quality analyzer are: input voltage in the network, load current, power factor, voltage and current harmonics.
  • the network quality analyzer provides continuous measurement of voltage and current at a frequency of 20 kHz and calculates all derived values, such as power, power factor and harmonic with time resolution up to 200 ms.
  • the real-time analyzer changes the effective value (TRMS) of voltage and current.
  • TRMS effective value
  • PC software is used to analyze the quality of the power supply.
  • Data is transferred from the analyzer to a PC via one of the standard interfaces.
  • the parameterization of the power quality analyzer and the continuous real-time analysis are also carried out via software.
  • the presence of the functionality of a programmable logic controller and digital outputs allows the network quality analyzer to provide control of the installation.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Reactive power control is possible with the help of additionally connected steps of reactive power compensators.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, приводов, двигателей, осветительных сетей, блоков питания систем связи, автоматики и телемеханики с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет усовершенствования ряда узлов стабилизатора напряжения и компенсатора реактивной мощности, увеличение КПД стабилизатора, экономия электроэнергии. Для этого предложен энергосберегающий стабилизатор напряжения трехфазной сети, который содержит как минимум один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, далее стабилизатор включает анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования функции управления устройством в зависимости от параметров электросети и коммутирующего блока.

Description

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СТАБИЛИЗАТОР
НАПРЯЖЕНИЯ
Область техники
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, приводов, двигателей, осветительных сетей, блоков питания систем связи, автоматики и телемеханики с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения.
Предшествующий уровень техники
Известно устройство стабилизации напряжения, выполненное с возможностью подключения к источнику переменного электропитания и регулирования напряжения, подаваемого к определенным выбранным цепям, нагрузки которых получат преимущества от регулирования напряжения (патент РФ 2386994). Известное устройство содержит ШИМ или автотрансформатор с переключаемым фазовым углом, который является достаточно компактным и легким для включения в стандартное электрическое потребительское устройство, которое имеет раздельные цепи, то есть те, нагрузки которых получают преимущества от регулирования напряжения, и те, которые не получают преимуществ, так что первые могут управляться устройством, обеспечивая работу при устойчивом и уменьшенном напряжении, таким образом обеспечивая технический результат - гарантируя сокращение потребления энергии и повышение срока службы приборов, подключенных к устройству.
К недостаткам устройства относится то, что оно при включении
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 5 изменяет синусоиду токов сети.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение энергосберегающего стабилизатора напряжения для трехфазной цепи, не изменяющего при включении в цепь синусоиды токов.
Раскрытие технического решения
Поставленная задача решается с помощью энергосберегающего j 5 стабилизатора напряжения трехфазной сети, который содержит как минимум один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, далее стабилизатор включает анализатор качества Q электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования футташи управления устройством в зависимости от параметров электросети и коммутирующего блока, выполненного на базе управляющих выходов анализатора, которые через
25 помехоподавляющую схему, состоящую из RC-cynpeccopa и конденсаторных пускателей с группой подавления пусковых токов или контакторов типа двунормально открытых или двунормально закрытых, совершают коммутацию первичной обмотки регулировочного трансформатора, размыкающего и замыкающего Q контактов, соединенных последовательно, при этом первичная обмотка трансформатора подключена с одной стороны параллельно вторичной первыми одноименными выводами непосредственно, с другой - через второй размыкающий контакт; к точке соединения второго вывода первичной обмотки и второго размыкающего контакта
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) подключен второй замыкающий контакт от блока управления, совмещенного с анализатором, параллельно первичной обмотке упомянутого трансформатора включен конденсатор, а параллельно коммутирующим элементам включены RC-цепи, параллельно нагрузке включен выходной конденсатор, в него введен силовой двухполюсный автомат с независимым расцепителем, контакты которого включены последовательно в цепь нагрузки на входе и выходе регулировочного узла, между сетью и входом и между нагрузкой и выходом упомянутого узла, дополнительный узел защиты с дистанционным управлением, подключенный входом к точке соединения первого силового контакта со входом регулировочного узла, выходом - к нейтральному проводу сети, второй и третий контакты трехполюсного автомата защиты упомянутого дополнительного узла подключены между нейтральным проводом и точкой соединения упомянутого второго замыкающего контакта с конденсатором первой RC-цепи и между выходным выводом первичной обмотки трансформатора и точкой соединения вторых замыкающего и размыкающего контактов коммутирующего блока.
Устройство может быть каскадировано, номинал ступени регулирования зависит от параметров трансформатора. Возможно подключение дополнительных устройств, влияющих на качество электросети. Предпочтительно в качестве однофазного сухого трансформатора используют Ш-образный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения с одним или двумя сердечниками. К стабилизатору возможно подключение дополнительных устройств, влияющих на качество электросети.
Предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности стабилизаторов трехфазного напряжения, з
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) усовершенствовать ряд узлов стабилизатора напряжения и компенсатора реактивной мощности, увеличить КПД стабилизатора, уменьшить энергопотребление за счет уменьшения активной и реактивной мощностей сети.
Энергосберегающий эффект устройства основан на принципе, независимом по фазам регулировании напряжения в сети, что позволяет добиться экономии до 40% электроэнергии по сравнению с аналогами и получить КПД устройства не менее 99,7%. При этом потери активной мощности на стабилизаторе напряжения в 15 раз меньше по сравнению с аналогами, а срок службы составляет 20-25 лет.
Энергосберегающее устройство предназначено для использования на гражданских и промышленных объектах в сетях 0,4 кВ.
Также к анализатору можно подключать всевозможные датчики анализа газов, влажности воздуха, датчики движения воздушных потоков.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема энергосберегающего стабилизатора напряжения.
Энергосберегающий стабилизатор напряжения включает анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами 1, устройство дистанционного управления и резервирования 2, например сотовый модем 3G, коммутирующий блок 3,4, 5, регулировочный Ш-образный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения 6, 7, 8,
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) главный рубильник
Стабилизатор напряжения предназначен для подключения на вводе электропитания объекта (здания, цеха или отдельной электроустановки). Стабилизатор напряжения влияет на три фактора некачественной электросети, которые ведут к повышенным расходам электроэнергии на технологическом, инженерном и бытовом оборудовании:
1) Повышенное напряжение.
2) Уровень реактивной мощности.
3) Уровень высших составляющих гармоник основной частоты.
Измеряемые анализатором качества электросети параметры: входное напряжение в сети, ток нагрузки, коэффициент мощности, наличие гармоник напряжение и тока. Анализатор качества электросети обеспечивает непрерывное измерение напряжения и тока на частоте 20 кГц и рассчитывает все производные значения, как мощность, коэффициент мощности и гармоники с временной дискретностью до 200 мс. Анализатор в реальном времени изменяет эффективное значение (TRMS) напряжения и тока. Для анализа качества электросети используется специализированное программное обеспечение для ПК. Передача данных из анализатора на ПК осуществляется через один из стандартных интерфейсов. Параметризация анализатора качества электросети и непрерывный анализ в режиме реального времени также осуществляется через программное обеспечение. Наличие функционала программируемого логического контроллера и цифровых выходов позволяет анализатору качества электросети обеспечивать управление установкой.
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Регулирование реактивной мощности возможно с помощью дополнительно подключаемых ступеней компенсаторов реактивной мощности. Для контроля и регистрации параметров электросети и режимов работы устройства предусмотрена возможность дистанционного управления и резервирования, а также использования средств связи, как, например, сотовый модем 3G. Подключение и передача данных осуществляется по протоколу TCP/IP и интерфейсу Ethernet.
6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА
Энергосберегающий стабилизатор напряжения, содержащий, по меньшей мере, один регулировочный однофазный сухой трансформатор многоцелевого назначения, первичная обмотка которого подключена к блоку регулирования и коммутации, а вторичная обмотка включена в цепь нагрузки, анализатор качества электросети с функциями программируемого логического контроллера с цифровыми управляющими выходами и возможностью конфигурирования функции управления устройством в зависимости от параметров электросети и комму ирующего блока, выполненного на базе управляющих выходов анализатора, которые через помехоподавляющую схему, состоящую из RC-cynpeccopa и конденсаторных пускателей с группой подавления пусковых токов или контакторов типа двунормально открытых или двунормально закрытых, совершающих коммутацию первичной обмотки регулировочного трансформатора, размыкающего и замыкающего контактов, соединенных последовательно, при этом первичная обмотка трансформатора с одной стороны подключена к первым выводам напрямую, с другой - через второй размыкающий контакт; к точке соединения второго вывода первичной обмотки и второго размыкающего контакта подключен второй замыкающий контакт от блока управления, совмещенного с анализатором, параллельно первичной обмотке трансформатора включен конденсатор, а параллельно коммутирующим элементам включены RC-цепи, параллельно нагрузке включен выходной конденсатор, содержащий силовой двухполюсный автомат с независимым расцепителем, контакты которого включены последовательно в цепь нагрузки на входе и выходе регулировочного узла, между сетью и входом и между нагрузкой и выходом упомянутого узла, введен дополнительный узел
7
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) защиты с дистанционным управлением, подключенный входом к точке соединения первого силового контакта со входом регулировочного узла, выходом - к нейтральному проводу сети, второй и третий контакты трехполюсного автомата зашиты упомянутого дополнительного узла подключены между нейтральным проводом и точкой соединения упомянутого второго замыкающего контакта с конденсатором первой RC-цепи и между выходным выводом первичной обмотки трансформатора и точкой соединения вторых замьп ающего и размыкающего контактов коммутирующего блока.
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2014/000601 2013-06-19 2014-08-12 Энергосберегающий стабилизатор напряжения WO2014204359A2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127813/08A RU2514087C1 (ru) 2013-06-19 2013-06-19 Энергосберегающий стабилизатор напряжения
RU2013127813 2013-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014204359A2 true WO2014204359A2 (ru) 2014-12-24
WO2014204359A3 WO2014204359A3 (ru) 2015-04-30

Family

ID=50515510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000601 WO2014204359A2 (ru) 2013-06-19 2014-08-12 Энергосберегающий стабилизатор напряжения

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2514087C1 (ru)
WO (1) WO2014204359A2 (ru)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1332295A1 (ru) * 1986-01-03 1987-08-23 Предприятие П/Я Р-6208 Способ защиты импульсного стабилизатора посто нного напр жени
SU1410119A1 (ru) * 1986-12-15 1988-07-15 Производственное Объединение "Уралэлектротяжмаш" Им.В.И.Ленина Сухой трансформатор
US5648718A (en) * 1995-09-29 1997-07-15 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Voltage regulator with load pole stabilization
RU2386994C2 (ru) * 2005-08-10 2010-04-20 Энерджетикс Волтидж Контрол Лимитед Устройство стабилизации напряжения
RU2377630C1 (ru) * 2008-09-16 2009-12-27 Лев Залманович Фейгин Стабилизатор переменного напряжения с элементами защиты и резервирования (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2514087C1 (ru) 2014-04-27
WO2014204359A3 (ru) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102484100B1 (ko) 상변화 타입 3상 전류 불균형 자동 조절 장치
CN105632727B (zh) 变压器有载调压分接开关及有载调压变压器
CN106653433B (zh) 高电压大电流等零相位开关及控制方法
CN204089346U (zh) 一种电压自动调节的钻机网电供电系统
CN106300398B (zh) 一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置
Sivaraman et al. Power quality and its characteristics
CN203660492U (zh) 一种具有有源无源自动切换功能的微机综合保护装置
CN112583113A (zh) 一种智能电源管理系统
CN103354361A (zh) 低压三相负荷自动调平衡装置
Zhou et al. Estimation of the short circuit ratio and the optimal controller gains selection of a VSC system
CN111371173B (zh) 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法
CN106451500B (zh) 一种基于暂态波形拟合的相间负荷转移终端装置
RU2514087C1 (ru) Энергосберегающий стабилизатор напряжения
RU2661339C2 (ru) Устройство для стабилизации параметров электрической сети
RU2377630C1 (ru) Стабилизатор переменного напряжения с элементами защиты и резервирования (варианты)
CN205283147U (zh) 一种配电网自动换相装置
CN203339997U (zh) 电机降压启动保护器
CN204376385U (zh) 用于对升压变压器进行送电保护的送电保护装置
RU119184U1 (ru) Устройство регулирования напряжения трансформатора
RU170742U1 (ru) Устройство регулирования напряжения однофазного трансформатора
CN101944711A (zh) 配电箱
JP2015050881A (ja) 力率自動調整装置
RU2818292C1 (ru) Устройство независимой пофазной компенсации реактивной мощности
Kuczek et al. Analyses of vacuum circuit breaker switching transients in medium voltage networks with respect to LC filters of solar converters
CN204012718U (zh) 电压自动调节和无功就地补偿装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14814163

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14814163

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2