| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2294044
СПОСІБ ЗАХИСТУ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ВІД ВПЛИВУ вищих гармонічних складових
Ім'я винахідника: Шпігановіч Олександр Миколайович (RU); Шпігановіч Алла Олександрівна (RU); Бош Віолетта Йосипівна (RU); Довженка Сергій Вікторович
Ім'я патентовласника: Липецький державний технічний університет (ЛДТУ)
Адреса для листування: 398600, г.Ліпецк, вул. Московська, 30, НІС ЛДТУ
Дата початку дії патенту: 2005.08.24
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до способів, які забезпечують підвищення параметрів якості електричної енергії для споживачів, схильних до впливу негативних факторів вищих гармонійних складових електричної енергії. Технічний результат полягає в підвищенні параметрів якості електричної енергії для споживачів. Для цього в способі генерують в мережу вищі гармонійні складові струму, що діють в протифазі з вищими гармоніками основної мережі.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до способів, які забезпечують підвищення параметрів якості електричної енергії для споживачів, схильних до впливу негативних факторів вищих гармонійних складових електричної енергії.
Відомі способи зниження рівня вищих гармонійних складових електричної енергії, що включають силові резонансні фільтри, прості режекторние фільтри або складні комбіновані фільтри (смугові), службовці для фільтрації декількох гармонік. Виготовляються силові резонансні фільтри 5, 7, 11 і 13 гармонік (Жежеленко І.В. Вищі гармоніки в системах електропостачання промпідприємств [Текст] / І.В.Жежеленко. - М .: Вища школа, 1984, с.109). Принцип дії таких установок заснований на виникненні резонансу в їх власному коливальному контурі, налаштованому на певну частоту. Фільтри можуть встановлюватися в мережі для поділу лінійних і нелінійних навантажень (загороджувальні фільтри) або для поглинання (шунтування) струмів вищих гармонік. Підвищення ефективності електропостачання забезпечується і використанням силових резонансних фільтрів у складі швидкодіючих пристроїв, що компенсують. Головним недоліком відомих способів, як показала багаторічна їх експлуатація, є:
- Неповна компенсація вищих гармонік;
- Фільтрація тільки вищих гармонійних складових певної частоти (номера);
- Неможливість компенсації вищих гармонік при різкій зміні їх спектру.
Це призводить до підвищеного нагрівання струмоведучих частин, спрацьовування захистів електротехнічних установок, виходу з ладу чутливої мікропроцесорної апаратури управління технологічними процесами.
Як прототип прийнятий спосіб підвищення якості електричної енергії, що полягає у виділенні з напруги електричної мережі вищих гармонік напруги, а й першої гармоніки, яка визначається напругою асиметрії, випрямленні виділених гармонік напруги, перетворення випрямленої напруги в змінну напругу з частотою, рівній частоті першої гармоніки мережі, і повернення змінної напруги в електричну мережу (Патент RU №2237334 С2, H 02 J 3/01, H 02 J 3/26. Спосіб підвищення якості електричної енергії // опубл. 2004). Недоліками даного способу є:
- Забезпечення неповної компенсації вищих гармонік, обмеженою характеристиками фільтрів, що входять до його складу;
- Фільтрація тільки певного частотного спектра вищих гармонійних складових;
- Неможливість задовільної компенсації вищих гармонік при різкій зміні їх спектру.
Винаходом вирішується завдання підвищення параметрів якості електричної енергії для споживачів, які використовують силові перетворювачі та інше електрообладнання, що є джерелом вищих гармонік, шляхом повної компенсації вищих гармонік за рахунок генерації в мережу вищих гармонійних складових електроенергії, що діють в протифазі з вищими гармоніками основної мережі, при використанні енергії електричної мережі, в якій проводиться компенсація.
Для досягнення названого технічного результату в пропонованому способі, що включає виділення першої і вищих гармонік мережі, застосовують генератор вищих гармонік, що представляє керований тиристорний перетворювач, який живиться від мережі, в якій проводиться компенсація вищих гармонік.
Відмінними ознаками запропонованого способу є генерація в мережу вищих гармонік струму змінного керованого спектра, що діють в протифазі з гармоніками основної мережі.
 |
Пропонований спосіб пояснюється фіг.1 і фіг.2, на яких показана схема установки для компенсації вищих гармонік і криві струмів на виході трансформатора струму і на вході аналізатора вищих гармонік. На схемі фіг.1 показані вимірювальний трансформатор струму 1, аналізатор вищих гармонік 2 з фільтром першої гармоніки 3, фільтр вищих гармонік 4, керований тиристорний перетворювач 5 і випрямна установка 6. Заявляється спосіб передбачає використання вимірювального трансформатора струму 1 (фіг.1), що служить для приведення мережевого струму до величини до 5 А, що є придатною для подальшого перетворення. Трансформатор струму підключається до будь-якої з фаз електричної мережі через симетрії вищих гармонік у всіх фазах. До трансформатора струму 1 пред'являються вимоги мінімальної струмового та кутовий похибки (клас точності 0,5) і відсутності спотворень перетворення струму на підвищених частотах (до 3 кГц). Крива струму на виході 1 показана на Фіг.2. Для аналізу вищих гармонійних складових струму мережі служить аналізатор вищих гармонік 2 (фіг.1), що представляє швидкодіючий аналогово-цифровий перетворювач, що підключається до трансформатора струму 1 і служить для перетворення інформації, що надходить з 1 в цифровий вигляд, придатний для подальшої обробки. Аналізатор вищих гармонік розкладає весь спектр вищих гармонік струму на частоти, кратні 50 Гц, і визначає їх рівень і початкову фазу. До аналізатору 2 пред'являються вимоги роботи на частоті до 3 кГц. З урахуванням того, що аналізу піддаються тільки вищі гармонійні складові струму мережі, необхідно з кривою струму, одержуваної на виході трансформатора 1, виключити криву основної гармоніки струму мережі. Для цих цілей служить фільтр першої гармоніки 3, що представляє резонансний фільтр, налаштований на частоту мережі (50 Гц) (фіг.1). Пристрій 3 підключається на вході 2 або входить в його склад. Крива струму на виході 3 показана на фіг.2б. Для живлення пристрою компенсації вищих гармонік є електрична мережа, в якій проводиться компенсація. Фільтр вищих гармонік 4 застосовується для виключення впливу вищих гармонійних складових струму випрямної установки на електричну мережу. Для генерації вищих гармонік струму в мережу служить каскад швидкодіючих керованих тиристорних перетворювачів 5 (фіг.1), які отримують живлення від електричної мережі. Керований тиристорний перетворювач представляє пристрій, що діє за принципом частотного інвертора. Потужність 5 підбирається в межах 1-2% номінальної потужності мережі. Для випрямлення змінного струму мережі необхідно і для харчування 5 використовувати силову випрямними установку 6. |
 |
Управління початковою фазою і рівнем вищих гармонік струму, що генеруються 5, здійснюється за принципом зворотного зв'язку з 2 (фіг.1), що здійснюється за допомогою електричної мережі, в якій проводиться компенсація. Критерієм управління служить мінімізація рівня вищих гармонік на певній частоті.
Вищі гармоніки, що виникають в мережі, що здійснює харчування керованого тиристорного перетворювача і випрямляча, мають постійний спектр і компенсуються 4.
До конструктивних елементів установки пред'являються вимоги стійкості до високої напруги і безпеки роботи персоналу при високій напрузі.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб захисту споживачів електроенергії від впливу вищих гармонійних складових, що включає виділення першої і вищих гармонік електроенергії при використанні енергії електричної мережі, в якій проводиться компенсація, що відрізняється тим, що, з метою забезпечення компенсації вищих гармонійних складових електроенергії, генерують в мережу вищі гармонійні складові струму, діючі в протифазі з вищими гармоніками основної мережі.
Версія для друку
Дата публікації 05.04.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.