RU188573U1 - Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ - Google Patents
Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ Download PDFInfo
- Publication number
- RU188573U1 RU188573U1 RU2018147628U RU2018147628U RU188573U1 RU 188573 U1 RU188573 U1 RU 188573U1 RU 2018147628 U RU2018147628 U RU 2018147628U RU 2018147628 U RU2018147628 U RU 2018147628U RU 188573 U1 RU188573 U1 RU 188573U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- phase
- sensors
- input
- converter
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
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
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- 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
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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)
- Power Conversion In General (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использована в трехфазных четырехпроводных распределительных сетях низкого напряжения с нелинейной и/или несимметричной нагрузкой, и позволяет увеличить сопротивление для гармоники на частоте модуляции путем добавления фильтрующего дросселя в провод между общей точкой конденсаторов на стороне постоянного тока регулятора и нейтрального провода. Устройство содержит полупроводниковый преобразователь 1, реализуемый на IGBT-транзисторах, выходы которого подключены к датчикам токов регулятора 2, соединенным с выводами выходного фильтра 3, выполненного в виде трехфазного дросселя, другие выводы которого подключены к датчикам напряжений сети 4 и датчикам токов нагрузки 5, которые соединены с фазными входами А1, В1, С1 идущими к сети и фазными выходами А2, В2, С2 идущими к нагрузке. К входным выводам преобразователя 1 подключена конденсаторная батарея (КБ) 6, состоящая из двух последовательно включенных полярных электролитических конденсаторов, и соединенная параллельно с датчиком напряжения 7, общий вывод конденсаторов подключен к фильтрующему дросселю 8, выход которого соединен с нулевым проводом N1, N2. Выход блока датчиков токов регулятора 2 соединен с входом 1 блока системы управления 9, выход блока датчиков напряжения сети 4 соединен с входом 2 блока 9, выход блока датчиков токов нагрузки 5 соединен с входом 3 блока 9, выход датчика напряжения 7 соединен с входом 4 блока 9. Выход блока системы управления 9 подключается к полупроводниковому преобразователю 1. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использована в трехфазных четырехпроводных распределительных сетях низкого напряжения с нелинейной и/или несимметричной нагрузкой.
Известен способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети (патент РФ на изобретение №2413350, МПК H02J 3/18, опубл. 27.02.2011), в котором компенсация высших гармоник тока и реактивной мощности первой гармоники осуществляется с помощью параллельного активного фильтра. Устройство, реализующее указанный способ, содержит инвертор, накопительный конденсатор, выходной сглаживающий фильтр, датчики напряжений и токов сети, систему управления. Устройство позволяет снизить коэффициент искажения синусоидальности тока сети при наличии нелинейной нагрузки, режим работы которой связан с динамическим изменением потребляемого несинусоидального тока, а также повысить коэффициент мощности по основной составляющей в трехфазной трехпроводной сети.
Недостатком устройства является невозможность уменьшить коэффициент несимметрии тока в случае несбалансированной нагрузки, т.е. оно не обеспечивает компенсацию всех неактивных составляющих мощности (полную компенсацию неактивной мощности сети).
Наиболее близким техническим решением является "Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ" (патент РФ на полезную модель RU №155594 U1, МПК H02J 3/01, Н02М 1/12, H02J 3/18, H02J 3/26, Н02М 7/04, Н02М 5/45), в котором компенсация высших гармоник тока и реактивной мощности, а также симметрирование осуществляется с помощью параллельного активного фильтра. Устройство содержит транзисторный преобразователь, накопительный конденсатор, выходной фильтр, датчики и систему управления, выход преобразователя соединен с первыми выводами выходного фильтра, вторые выводы которого подключены к датчикам напряжений сети, датчикам токов регулятора и датчикам токов нагрузки, измерительные выводы датчиков соединены с системой управления, выход которой подключен к управляющим выводам транзисторов, на входе преобразователя включен дополнительный накопительный конденсатор последовательно с основным, образуя конденсаторную батарею, общий вывод конденсаторов соединен с нулевым проводом сети. Устройство (регулятор) обеспечивает одновременную компенсацию реактивной мощности основной гармоники, активную фильтрацию наиболее значимых высших гармонических составляющих тока и устранение несимметрии токов сети, что позволяет улучшить показатели качества электроэнергии в трехфазных распределительных системах электроснабжения и снизить ток в нулевом проводе за счет компенсации нулевой последовательности тока и фильтрации гармоник с частотами кратными трем по отношению к основной. Недостатком устройства является ухудшенный гармонический состав тока регулятора. В системе управления с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения трехфазного преобразователя применяют частоту модуляции с нечетным порядковым номером и кратной трем, так как в схеме без присоединения нейтрального провода к стороне постоянного тока преобразователя модуляционная гармоника компенсируется. При подключении нейтрали к регулятору этот эффект пропадает.
Технической задачей предлагаемого устройства является снижение коэффициента искажения токов регулятора и сети, и позволяет при использовании ШИМ-управления преобразователем уменьшить модуляционную частоту, вследствие чего уменьшить коммутационные потери в преобразователе по сравнению с прототипом, сохраняя функции полного симметрирования токов и компенсацию гармоник токов сети в трехфазных сетях с нейтральным проводом.
Технический результат заключается в увеличении сопротивления для гармоники на частоте модуляции путем добавления фильтрующего дросселя в провод между общей точкой конденсаторов на стороне постоянного тока регулятора и нейтрального провода.
Это достигается тем, что известном многофункциональном регуляторе качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ, содержащем транзисторный преобразователь, накопительный конденсатор, выходной фильтр, датчики и систему управления для формирования импульсов управления транзисторами преобразователя, на входе которого параллельно конденсатору включен датчик напряжения, а выход преобразователя соединен с входами датчиков токов регулятора, далее подключенным к первым выводам выходного фильтра, вторые выводы которого подключены к датчикам напряжений сети и датчикам токов сети, на входе преобразователя включен дополнительный накопительный конденсатор последовательно с основным, образуя конденсаторную батарею, измерительные выводы датчиков соединены с системой управления, выход которой подключен к управляющим выводам транзисторов, согласно полезной модели, общий вывод конденсаторов соединен с нулевым проводом сети через фильтрующий дроссель.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где представлена структурная схема регулятора качества электроэнергии.
Устройство содержит полупроводниковый преобразователь 1, реализуемый на IGBT-транзисторах, выходы которого подключены к датчикам токов регулятора 2, соединенным с выводами выходного фильтра 3, выполненного в виде трехфазного дросселя, другие выводы которого подключены к датчикам напряжений сети 4 и датчикам токов нагрузки 5, которые соединены с фазными входами А1, В1, С1 идущими к сети и фазными выходами А2, В2, С2 идущими к нагрузке. К входным выводам преобразователя 1 подключена конденсаторная батарея (КБ) 6, состоящая из двух последовательно включенных полярных электролитических конденсаторов, и соединенная параллельно с датчиком напряжения 7, общий вывод конденсаторов подключен к фильтрующему дросселю 8, выход которого соединен с нулевым проводом N1, N2. Выход блока датчиков токов регулятора 2 соединен с входом 1 блока системы управления 9, выход блока датчиков напряжения сети 4 соединен с входом 2 блока 9, выход блока датчиков токов нагрузки 5 соединен с входом 3 блока 9, выход датчика напряжения 7 соединен к входу 4 блока 9. Выход блока системы управления 9 подключается к полупроводниковому преобразователю 1.
Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ работает следующим образом.
В общем случае нагрузка трехфазной распределительной сети является нелинейной и несбалансированной, т.е. потребляет из сети несимметричные токи несинусоидальной формы, основная гармоника которых имеет фазовый сдвиг относительно фазных напряжений сети, вследствие чего из сети помимо активной мощности потребляется неактивная мощность. Регулятор формирует такие токи, что их форма, амплитуда и фаза соответствуют неактивным составляющим токов в каждой фазе нагрузки - реактивному току основной частоты (первой гармоники), высшим гармоническим составляющим, токам обратной и нулевой последовательностей. В результате происходит компенсация наиболее значимых высших гармоник токов в фазах сети, устранение их несимметрии и изменение фазы токов. Потребляемые из сети токи имеют практически синусоидальную форму, одинаковые амплитуды и совпадают по фазе с фазными напряжениями в точке подключения регулятора. Управление преобразователем 1 осуществляется методом ШИМ, в результате на выходе преобразователя в каждой фазе формируется импульсное напряжение. Разность между этим напряжением и напряжением в точке подключения (сетевым) определяет величину и фазу токов, генерируемых регулятором. Выходной фильтр 3 обеспечивает сглаживание токов, ослабляя модуляционные гармоники. Фильтрующий дроссель 8 улучшает гармонический состав токов регулятора и дополнительно ослабляет модуляционные гармоники с частотой кратными трем, протекающие в проводе, соединяющим общую точку конденсаторов и нейтральный провод сети. Система управления 9 на основе показаний датчиков токов нагрузки 5 и датчиков напряжений сети 4 вычисляет сигналы токов, которые должны быть созданы регулятором, и формирует соответствующие сигналы управления транзисторами преобразователя 1.
Использование полезной модели обеспечивает увеличение сопротивления для гармоники на частоте модуляции путем добавления фильтрующего дросселя в провод между общей точкой конденсаторов на стороне постоянного тока регулятора и нейтрального провода.
Claims (1)
- Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв, содержащее транзисторный преобразователь, накопительный конденсатор, выходной фильтр, датчики и систему управления для формирования импульсов управления транзисторами преобразователя, на входе которого параллельно конденсатору включен датчик напряжения, а выходы преобразователя соединены с входами датчиков токов регулятора, далее подключенным к первым выводам выходного фильтра, вторые выводы которого подключены к датчикам напряжений сети и датчикам токов сети, на входе преобразователя включен дополнительный накопительный конденсатор последовательно с основным, образуя конденсаторную батарею, измерительные выводы датчиков соединены с системой управления, выход которой подключен к управляющим выводам транзисторов, согласно полезной модели, общий вывод конденсаторов соединен с нулевым проводом сети через фильтрующий дроссель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018147628U RU188573U1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018147628U RU188573U1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188573U1 true RU188573U1 (ru) | 2019-04-17 |
Family
ID=66168808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018147628U RU188573U1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188573U1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1823072A1 (en) * | 1991-01-30 | 1993-06-23 | Ivanovsk Energet Inst | Gear for increase quality of electric power supply in four-wire network |
DE19642596A1 (de) * | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Blindstromanteilen mittels einer Kompensationseinrichtung mit einem Pulsstromrichter |
US5977660A (en) * | 1996-08-09 | 1999-11-02 | Mesta Electronics, Inc. | Active harmonic filter and power factor corrector |
EP2065994A2 (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-03 | ABB Oy | Compensation of harmonics of electrical network |
RU2413350C1 (ru) * | 2009-12-14 | 2011-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети |
RU2446536C1 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети |
RU155594U1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-10-10 | Юрий Константинович Розанов | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв |
WO2016202859A1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-12-22 | Universite Du Luxembourg | Power inverter, control unit for power inverters and network of power inverters |
-
2018
- 2018-12-29 RU RU2018147628U patent/RU188573U1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1823072A1 (en) * | 1991-01-30 | 1993-06-23 | Ivanovsk Energet Inst | Gear for increase quality of electric power supply in four-wire network |
US5977660A (en) * | 1996-08-09 | 1999-11-02 | Mesta Electronics, Inc. | Active harmonic filter and power factor corrector |
DE19642596A1 (de) * | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Blindstromanteilen mittels einer Kompensationseinrichtung mit einem Pulsstromrichter |
EP2065994A2 (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-03 | ABB Oy | Compensation of harmonics of electrical network |
RU2413350C1 (ru) * | 2009-12-14 | 2011-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети |
RU2446536C1 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети |
RU155594U1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-10-10 | Юрий Константинович Розанов | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв |
WO2016202859A1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-12-22 | Universite Du Luxembourg | Power inverter, control unit for power inverters and network of power inverters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dixon et al. | A full compensating system for general loads, based on a combination of thyristor binary compensator, and a PWM-IGBT active power filter | |
Lin et al. | Implementation of a three-phase capacitor-clamped active power filter under unbalanced condition | |
Lada et al. | Simulation a shunt active power filter using MATLAB/Simulink | |
RU155594U1 (ru) | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв | |
CN106787880B (zh) | 一种模块化多电平变换器的低次环流抑制方法 | |
Pal et al. | A comparative analysis of different magnetics supported three-phase four-wire unified power quality conditioners–a simulation study | |
Madhu et al. | Design of shunt hybrid active power filter (SHAPF) to reduce harmonics in AC side due to Non-linear loads | |
RU188573U1 (ru) | Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кВ | |
Sundaram et al. | Design and implementation of three phase three level shunt active power filter for harmonic reduction | |
RU131916U1 (ru) | Активный фильтр | |
Chelladurai et al. | Investigation of various PWM techniques for shunt active filter | |
Soomro et al. | Optimal design of a single-phase APF based on PQ theory | |
Laxmi et al. | Different control strategies for Unified Power Quality Conditioner at load side | |
Islam et al. | Series active power filter implementation using PQ theory | |
Kiselev et al. | Analysis of the static reactive power compensator operating in mode of load balancing | |
RU2442275C1 (ru) | Способ управления трехфазным статическим преобразователем при несимметричной нагрузке | |
Kumar | Comparative power quality analysis of conventional and modified DSTATCOM topology | |
Salmerón et al. | A Practical Comparative Evaluation of Different Active Harmonic Filter Topologies | |
Singh et al. | Three single-phase voltage source converter based three-phase four wire DSTATCOM | |
Kumar et al. | Current sharing control strategy of parallel inverters using instantaneous symmetrical component theory | |
Artemenko et al. | Integral Strategies of Active Filtration in the Reference Frame of the Two-Wattmeters Method | |
Rajasekhar et al. | Mitigation of flicker sources & power quality improvement by using cascaded multi-level converter based DSTATCOM | |
Encarnação et al. | An optimized cascaded multilevel static synchronous compensator for medium voltage distribution systems | |
Karthi et al. | Load compensation with hysteresis current controlled SAPF under unbalanced mains voltage and nonlinear load conditions | |
RU2436213C1 (ru) | Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии в n-фазной системе энергоснабжения (вариант 2) |