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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2120170

Однопровідна СИСТЕМА ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В.С.ГРІГОРЧУКА

Ім'я винахідника: Григорчук Володимир Степанович
Ім'я патентовласника: Григорчук Володимир Степанович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1997.01.28

Винахід призначений для передачі постійного струму. Однопровідна система передачі електроенергії містить передавальну підстанцію з генератором і підвищує трансформатором, приймаючу підстанцію, що складається з приймального пристрою і пристрою формування негативного потенціалу, причому обидві підстанції з'єднані між собою високовольтною лінією. Причому передає підстанція містить додатково випрямляч і конденсаторних батарей, а приймаюча підстанція в приймальному пристрої має високовольтний приймальний конденсатор. Вхід перетворювача постійного струму високої напруги в змінний трифазний струм підключений обмотками понижуючого трансформатора. Пристрій формування негативного потенціалу приймаючої підстанції має джерело постійного струму, перетворювач постійного струму в змінний, що підвищує струм і випрямляючий пристрої, підключені до конденсаторної батареї, негативний висновок якої з'єднаний з негативним висновком високовольтного приймального конденсатора, зарядний пристрій. Один кінець дроту високовольтної лінії з'єднаний з позитивним висновком батареї конденсаторів передавальної підстанції, а інший - з позитивним висновком високовольтного приймального конденсатора приймаючої підстанції. Передає підстанція формує позитивні заряди електрики і передає їх на приймаючу підстанцію, яка перетворює отримані позитивні заряди електрики в змінний трифазний струм стандартної частоти і подає його споживачам. Технічний результат полягає в зниженні електричних і теплових втрат і підвищенні експлуатаційних якостей.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області електротехніки і може знайти застосування в системах передачі електроенергії.

Відома двопровідна система передачі електроенергії, яка містить джерело постійного струму, вмикач, споживач електроенергії і з'єднувальні дроти / Мамзелев І.А., капелін Г.Г., Основи радіоелектроніки, - М .: Просвещение, 1978, с. 17, рис. 9 /.

Недоліками відомої двухпроводной системи передачі електроенергії є невелика передана потужність, електричні втрати в провідниках, низька напруга джерела і невелику відстань передачі електроенергії.

Зазначені недоліки визначаються опором електричного кола і конструкцією системи.

Відома і система передачі електроенергії постійного струму високої напруги, що містить передавальну підстанцію з генератором, що підвищує і випрямляючим пристроями, приймаючу підстанцію з прийомним і знижуючим пристроями, високовольтну лінію, що сполучає передавальну і приймальню підстанції / Оглядова інформація: "Енергетика та електрифікація", серія 4 " електричні мережі та системи ", випуск 5" Робітники заземлення електропередач постійного струму ".- М., Центр науково-технічної інформації з енергетики та електрифікації, 1987, с. 2, рис. 1а /.

Відома система передачі електроенергії постійного струму високої напруги, як найбільш близька по технічній сутності і досягається корисного результату, прийнята за прототип.

Недоліками відомої системи передачі електроенергії постійного струму високої напруги, прийнятої за прототип, є: електричні і теплові втрати в високовольтної лінії, підвищена небезпека для навколишнього середовища, велика витрата кольорових металів.

Зазначені недоліки обумовлені високим переданим напругою, опором високовольтної лінії і вибраною системою передачі електроенергії.

Метою даного винаходу є зниження електричних і теплових втрат і підвищення експлуатаційних якостей системи передачі електроенергії.

Зазначена мета, відповідно до винаходу, забезпечується тим, що двопровідна високовольтна лінія, високовольтний перетворювач постійного струму в однофазний змінний струм і понижуючий однофазний трансформатор приймаючої підстанції замінені конденсаторної батареєю, встановленої на передавальної підстанції і електрично з'єднаної з виходом високовольтного випрямного пристрою, високовольтним прийомним конденсатором, високовольтним перетворювачем постійного струму в змінний трифазний струм, вхід якого з'єднаний з високовольтним прийомним конденсатором, трифазним знижуючим трансформатором, первинні обмотки якого електрично з'єднані з виходом високовольтного перетворювача постійного струму в змінний трифазний струм, а вторинні обмотки підключені до споживачів, пристроєм формування негативного потенціалу, що містить джерело струму, зарядний пристрій, підключений до однієї з вторинних обмоток трифазного трансформатора, перетворювач постійного струму в змінний струм, що підвищує і випрямляючий пристрої, батарею конденсаторів, негативний висновок якої з'єднаний з негативним висновком високовольтного приймального конденсатора, однопроводной високовольтною лінією, встановленої на ізоляторах, прикріплених до металевим опорамб, і з'єднує позитивний висновок конденсаторної батареї передавальної підстанції з позитивним висновком високовольтного приймального конденсатора приймаючої підстанції.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де

Фіг. 1 зображений загальний вид однопроводной системи передачі електроенергії; на фіг. 2 - блок-схема однопроводной системи передачі електроенергії.

Фіг. 3 - схема підключення декількох приймаючих підстанцій до однопроводной високовольтної лінії; на фіг. 4 - загальний вид приймального конденсатора; на фіг. 5 - пристрій приймального конденсатора.

Фіг. 6 - пристрій високовольтного перетворювача постійного струму в трифазний змінний струм; на фіг. 7, 8, 9 - схема роботи високовольтного перетворювача постійного струму в трифазний змінний струм.

Фіг. 10 - електрична схема однопроводной системи передачі електроенергії.

Однопровідна система передачі електроенергії містить будівлю електростанції 1, в якому розміщена парова турбіна з усіма допоміжними механізмами (на кресленні не показана), що приводить в рух однофазний генератор змінного струму 2. Передає підстанція 3 містить підвищувальний трансформатор 4, первинна обмотка якого з'єднана з генератором, випрямний пристрій 5, виконане на напівпровідниках, вхід якого з'єднаний з вторинною обмоткою трансформатора, а вихід підключений до батареї конденсаторів 6, які з'єднані між собою паралельно.

Приймаюча підстанція 7 складається з приймального пристрою 8 і пристрою формування негативного потенціалу 9. Приймальний пристрій містить високовольтний приймальний конденсатор 10, високовольтний перетворювач постійного струму в трифазний змінний струм високої напруги 11, понижуючий трансформатор трифазного змінного струму 12. Високовольтний приймальний конденсатор містить корпус 13, закритий кришкою 14, на якій, на ізоляторах 15 встановлені позитивні клеми 16 і негативні клеми 17. Усередині корпусу розміщений скляну посудину 18, в стінки якого упаяний пакет позитивних пластин 19, з'єднаних між собою провідником і підключених до позитивних клем корпусу. Пакет негативних пластин 20 вставлений з зазором всередину пакета позитивних пластин, які і упаяно в стінки скляної посудини, з'єднані між собою провідником і підключені до негативних клем корпусу. Простір між пластинами заповнене воднем під тиском 40-50 кПа. Високовольтний перетворювач постійного струму в трифазний змінний струм містить вхідні діодні оптрони 21, 22, 23 і вихідні діодні оптрони 24, 25, 26. На ізоляційної платі 27 в підшипнику встановлений рухливий контакт 28, механічно пов'язаний, з електродвигуном (не показаний), що живиться від акумуляторної батареї і взаємодіє з дев'ятьма нерухомими контактами 29, розбитими на три окремі групи і за допомогою провідників з'єднаних в низьковольтну електричний ланцюг зі світлодіодами вхідних і вихідних оптронів, рухомим контактом і акумуляторною батареєю 30. Високовольтна ланцюг включає в себе первинні обмотки 31, 32, 33 понижуючі трифазного трансформатора і фотодіоди вхідних і вихідних оптронів, з'єднані між собою провідниками і підключені до висновків високовольтного приймального конденсатора. Вторинні обмотки 34, 35, 36 понижуючого трифазного трансформатора з'єднані зі споживачем 37. Пристрій формування негативного потенціалу містить акумуляторну батарею 38 із зарядним пристроєм 39, реле зворотного струму 40, перетворювач постійного струму в змінний струм 41, що підвищує пристрій 42 і батарею конденсаторів 43. Зарядний пристрій містить вмикач 44, змінний резистор 45, випрямний діод 46, сигнальну лампочку 47, з'єднані послідовно з навантажувальним резистором 48, включеним послідовно з однієї з вторинних обмоток знижувального трифазного трансформатора. Зарядний пристрій через рухливий і нерухомий контакти реле підключені до акумуляторної батареї, що має вмикач 49. Навантаженням для акумуляторної батареї є перетворювач постійного струму в змінний струм, підключений послідовно з обмоткою реле і представляє собою генератор синусоїдальних імпульсів, виконаний на двох транзисторах з трансформаторним виходом, підключеним до входу підвищує пристрою, що представляє собою каскадний генератор з послідовним живленням на ємностях, вихід якого з'єднаний з батареєю конденсаторів, негативний висновок якої з'єднаний провідником з негативним висновком високовольтного приймального конденсатора. Передає і приймає підстанції з'єднані між собою однопровідною високовольтною лінією. Вона містить високовольтні опори 50, на яких, на ізоляторах 51, натягнутий дріт 52, один кінець якого з'єднаний з позитивним висновком батареї конденсаторів передавальної підстанції, а інший з'єднаний з позитивним висновком високовольтного приймального конденсатора приймаючої підстанції.

РОБОТА Однопровідна СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Принцип дії однопровідною системи передачі електроенергії полягає у формуванні передавальної підстанцією позитивних зарядів електрики і передачі їх по лінії на приймаючу підстанцію, яка перетворює отримані позитивні заряди в трифазний змінний струм стандартної частоти і подає його споживачам.

Парова турбіна (не відображено), встановлена ​​в будівлі електростанції 1, приводить в рух генератор 2, який виробляє однофазний змінний струм, що подається на первинну обмотку трансформатора 4 передавальної підстанції 3. Змінне магнітне поле перетинає витки вторинної обмотки підвищувального трансформатора і створює в ній струм високої напруги, який надходить на вхід випрямного пристрою 5, де відбувається перетворення однофазного змінного струму в пульсуючий струм постійного напрямку. Отриманий струм високої напруги надходить на зарядку конденсаторної батареї 6. Далі позитивні заряди з пластин конденсаторної батареї стікають на провід 52 високовольтної лінії, рівномірно розподіляються по всій його довжині і потім надходять на вхідні клеми 16 і пластини 19 високовольтного приймального конденсатора 10 приймаючої підстанції 7. ​​При замиканні електричного кола вмикачем 49 постійний струм від акумуляторної батареї 38 стане надходити на вхід перетворювача 41, де він перетворюється на змінний струм, який надходить на вхід підвищувального пристрою 42, де відбуваються його підвищення і випрямлення, після чого він надходить на батарею конденсаторів 43. З батареї конденсаторів негативні заряди по провіднику надходять на негативні клеми 17 і на пластини 20 високовольтного приймального конденсатора 10. При накопиченні на пластинах 19, є анодами, позитивних зарядів електрики поблизу їх виникає лавинна іонізація атомів водню. Утворені при цьому позитивні іони рухаються під дією електричного поля, створюваного негативним потенціалом, в сторону негативних пластин 20 високовольтного приймального конденсатора 10, є в даному випадку катодами. Під ударами іонів водню з поверхонь пластин 20 / катодів / вибиваються електрони, які спрямовуються в бік позитивних пластин 19 / анодів /, створюючи на своєму шляху нові іони. В результаті виникає електронно-іонна емісія і між позитивними пластин 19 і негативними пластинами 20 протікає електричний струм, величина якого буде визначатися ступенем іонізації і величиною позитивного заряду, що надходить від передавальної підстанції 3. В розрядному просторі між пластинами 19 і 20 поряд з процесом іонізації протікає і зворотний процес - рекомбінація електронів і іонів, в результаті якої знову утворюються нейтральні атоми. При цьому між пластинами 19 і 20 виникає електронна плазма і настає динамічна рівновага: число, що з'являються внаслідок іонізації носіїв заряду, дорівнює числу носіїв, зникаючих за той же час в результаті рекомбінації. Внаслідок високо концентрації електронів та іонів плазма буде мати високу провідність і її потенціал буде дорівнює потенціалу позитивно заряджених пластин 19. / Про процесах, що протікають в газорозрядних приладах см. Батушев В. А., Електронні прилади. - М .: Вища школа, 1980, с. 297-323 /. Виникає на пластинах 19 і 20 високовольтного приймального конденсатора 10 постійний струм високої напруги знімається і подається на вхід високовольтного перетворювача 11, який перетворює його в трифазний змінний струм високої напруги наступним чином. При обертанні електродвигуна (не показаний) разом з ним з відповідною швидкістю обертається в напрямку стрілки на фіг. 6, рухливий контакт 28, який по черзі замикає нерухомі контакти 29. При замиканні верхніх нерухомих контактів 29 ток від акумуляторної батареї 30 проходить через світлодіоди вхідних діодних оптронів 21, 22 і через світлодіод вихідного діодного оптрона 26. В результаті цього провідність фотодіодів, зазначених діодних оптронів , яка була дорівнює нулю, збільшується до максимального значення. Постійний струм високої напруги, що знімається з високовольтного приймального конденсатора 10, стане проходити через фотодіоди діодних оптронів 21, 22, первинні обмотки 31, 33, 32 понижуючого трифазного трансформатора 12, вихідний фотодиод діодного оптрона 26 в напрямку, зазначеному стрілками на фіг. 7. Далі, обертаючись, рухливий контакт 28 замикає праві нижні нерухомі контакти 29. Струм від акумуляторної батареї 30 проходить через світлодіоди діодних оптронів 22, 23, 24, які збільшують до максимального значення провідність відповідних фотодіодів. Постійний струм високої напруги від високовольтного приймального конденсатора 10 протікає через фотодіоди оптронов 22 і 23, первинні обмотки 31, 32, 33 понижуючого трифазного трансформатора 12 і далі через фотодіод діодного оптрона 24, як показано на фіг.8. При замиканні лівих нижніх нерухомих контактів 29 рухомим контактом 28 ток від акумуляторної батареї 30 протікає через світлодіоди діодних оптронів 21, 23, 25, які, висвітлюючи фотодіоди цих діодних оптронів, збільшують їх провідність до максимальної величини і постійний струм високої напруги від високовольтного приймального конденсатора 10 проходить через фотодіоди діодних оптронів 21, 23, первинні обмотки 32, 33, 31 понижуючого трифазного трансформатора 12 і фотодіод діодного оптрона 25, як показано на фігурі 9. Таким чином рухливий контакт 28, послідовно замикаючи нерухомі контакти 29, змінює напрямок руху електричного струму високої напруги, що проходить через первинні обмотки 31, 32, 33 понижуючого трифазного трансформатора 12 і створює змінне магнітне поле, яке перетинає витки вторинних обмоток 34, 35, 36 зазначеного трансформатора, індукуючи в них трифазний змінний струм низької напруги, який подається споживачам 37. Під час роботи приймаючої підстанції 7 відбувається розряд акумуляторної батареї 38 пристрою формування негативного потенціалу 9 і її необхідно заряджати. Для цього замиканням вмикача 44 вхід зарядного пристрою 39 підключається до навантажувальні резистори 48. знімати з навантажувального резистора 48 змінному струмі за допомогою змінного резистора 45 задаються необхідні параметри. За допомогою діода 46 він випрямляється і подається через рухливий і нерухомий контакти реле 40 на акумуляторну батарею 38. Якщо струм, що знімається з акумуляторної батареї великий, то він, проходячи через обмотку реле 40, створює навколо неї сильне магнітне поле. Якір реле, долаючи опір пружини, притягається до сердечника, рухливий і нерухомий контакти розмикаються і зарядний пристрій 39 відключається від акумуляторної батареї 38. Якщо ж стався розряд акумуляторної батареї 38, то струм, що протікає через обмотку реле 40, стає недостатнім, щоб подолати опір пружини , рухливий і нерухомий контактні реле 40 замикаються і акумуляторна батарея 38 підключається до зарядного пристрою 39. кілька передавальних підстанцій 3 і кілька приймають підстанцій 7 можуть легко об'єднуватися в єдину енергетичну систему / фіг. 3 /.

Позитивний ефект винаходу: економія палива і кольорових металів, підвищена безпека високовольтної лінії, відсутність електричних і теплових втрат в високовольтної лінії.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Однопровідна система передачі електроенергії, яка містить передавальну підстанцію з генератором і випрямним пристроєм, вхід якого з'єднаний із вторинною обмоткою трансформатора, приймаючу підстанцію з прийомним пристроєм і зі знижувальним трансформатором, вторинні обмотки якого електрично з'єднані зі споживачем, високовольтну лінію, яка відрізняється тим, що вихід випрямного пристрою передавальної підстанції з'єднаний з конденсаторної батареєю, а приймальний пристрій приймаючої підстанції містить високовольтний приймальний конденсатор, підключений до входу високовольтного перетворювача постійного струму в змінний трифазний струм, вихід якого з'єднаний з первинними обмотками понижуючого трансформатора, і електрично з'єднаний з пристроєм формування негативного потенціалу, що містить джерело постійного струму, який має зарядний пристрій, підключений до однієї з вторинних обмоток понижувального трансформатора і до входу перетворювача постійного струму в змінний, вихід якого через підвищує струм і випрямний пристрій підключений до конденсаторної батареї, негативний висновок якої з'єднаний з негативним висновком високовольтного приймального конденсатора приймального пристрою приймаючої підстанції, причому провід високовольтної лінії з'єднує позитивний висновок батареї конденсаторів передавальної підстанції з позитивним висновком високовольтного приймального конденсатора приймаючої підстанції.

2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що високовольтний приймальний конденсатор містить корпус, закритий кришкою, що має позитивні і негативні висновки, встановлені на ізоляторах, всередині якого розміщений скляний або керамічний посуд, заповнений воднем під тиском, має всередині пакети позитивних і негативних пластин, вставлених один в іншій з проміжками між ними, причому пластини однієї полярності з'єднані один з одним і підключені до відповідного висновку корпусу, пластини протилежної полярності і з'єднані один з одним і підключені до іншого висновку корпусу.

3. Система по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що вона містить високовольтні металеві опори, встановлені на деякій відстані один від одного, на яких закріплені ізолятори з прикріпленим до них проводом високовольтної лінії.

Версія для друку
Дата публікації 18.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів