RU2733650C1 - Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения - Google Patents
Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733650C1 RU2733650C1 RU2019125753A RU2019125753A RU2733650C1 RU 2733650 C1 RU2733650 C1 RU 2733650C1 RU 2019125753 A RU2019125753 A RU 2019125753A RU 2019125753 A RU2019125753 A RU 2019125753A RU 2733650 C1 RU2733650 C1 RU 2733650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- booster
- winding
- voltage
- key
- load
- Prior art date
Links
Images
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
- G05F1/24—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using bucking or boosting transformers as final control devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
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 электроэнергетики, может быть использовано в электрических сетях для гибкого регулирования и стабилизации напряжения и направлено на повышение надежности работы регулятора вольтодобавочного переменного напряжения и уменьшение его стоимости. Технический результат заключается в повышении качества электрической энергии на нагрузке регулятора вольтодобавочного переменного напряжения. Разработан регулятор вольтодобавочного переменного напряжения (1), подключенный своими первым (2) и вторым (3) входными зажимами к источнику питания, а первым (4) и вторым (5) выходными зажимами - к нагрузке (6) и содержащий многообмоточный вольтодобавочный трансформатор (7) с сетевой обмоткой (8) и вторичными обмотками (9), (10), ключевой преобразователь (11), входы которого подключены к источнику питания, датчик напряжения (24), блок управления (25) и последовательный управляемый ключ (12). Последовательно соединенные последовательный управляемый ключ (12) и сетевая обмотка (8) многообмоточного вольтодобавочного трансформатора (7) подключены между первыми входным (1) и выходным зажимами (3). Вторичные обмотки (9), (10) многообмоточного вольтодобавочного трансформатора (7) подключены к выходам ключевого преобразователя (11). Первый вход датчика напряжения (24) подключен к первому выходному зажиму (3), второй вход подключен ко второму выходному зажиму (4), а его выход соединен с блоком управления (25). Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения снабжен дополнительным управляемым ключом (13), включенным параллельно последовательному соединению последовательного управляемого ключа (12) и сетевой обмотки (8) многообмоточного вольтодобавочного трансформатора (7). 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано в электрических сетях для гибкого регулирования и стабилизации напряжения электрической сети за счет изменения величины напряжения, вводимого последовательно в линию электропередачи (ЛЭП).
Известен тиристорный регулятор вольтодобавочного переменного напряжения (патент RU на полезную модель №142160, опубл. 20.06.2014, бюл. №17, МПК Н02М 5/10), содержащий многообмоточный вольтодобавочный трансформатор, сетевая обмотка которого включена между источником питания и нагрузкой, вторичные обмотки которого подключены к ключевому преобразователю, осуществляющему их подключение к источнику питания с помощью тиристоров. За счет изменения количества и направления вторичных обмоток многообмоточного вольтодобавочного трансформатора, подключаемых к источнику питания ключевым преобразователем, изменяется действующее значение синусоидального напряжения, прикладываемого к нагрузке тиристорного регулятора вольтодобавочного переменного напряжения.
Недостатками данного технического решения являются пониженная надежность работы устройства в широком диапазоне изменения нагрузки, в частности в режиме короткого замыкания нагрузки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является регулятор вольтодобавочного переменного напряжения (патент RU на изобретение №2671829, опубл. 07.11.2018, бюл. №31, МПК Н02М 5/00), содержащий многообмоточный вольтодобавочный трансформатор, ключевой преобразователь, последовательный управляемый ключ, датчик напряжения и блок управления. Ключевой преобразователь за счет управления управляемыми ключами, входящих в его состав, обеспечивает подключение вторичных обмоток многообмоточного вольтодобавочного трансформатора к источнику питания. Различные коэффициенты трансформации вторичных обмоток многообмоточного вольтодобавочного трансформатора и соответствующее управление управляемыми ключами ключевого преобразователя обеспечивают формирование на сетевой обмотке многообмоточного вольтодобавочного трансформатора различных уровней синусоидального напряжения, что, в свою очередь, обеспечивает формирование различных уровней синусоидального напряжения на нагрузке регулятора вольтодобавочного переменного напряжения. Применение последовательного управляемого ключа повышает надежность работы регулятора вольтодобавочного переменного напряжения в широком изменении диапазона характера нагрузки.
Недостатком данного технического решения является появление интервала времени при изменении уровня напряжения на нагрузке, в течение которого напряжение на нагрузке равно нулю, что оказывает негативное влияние на качество электроэнергии, поставляемой в нагрузку.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение интервалов времени, при которых напряжения на нагрузке равно нулю.
Технический результат заключается в повышении качества электрической энергии на нагрузке регулятора вольтодобавочного переменного напряжения.
Это достигается тем, что известный регулятор вольтодобавочного переменного напряжения, содержащий многообмоточный вольтодобавочный трансформатор с сетевой обмоткой и вторичными обмотками, ключевой преобразователь, входы которого подключены к источнику питания, а выходы к соответствующим вторичным обмоткам многообмоточного вольтодобавочного трансформатора, датчик напряжения, подключенный параллельно нагрузке, а своим выходом к блоку управления, ветвь из последовательного соединения последовательного управляемого ключа и сетевой обмотки многообмоточного вольтодобавочного трансформатора, подключенная между первыми входным и выходным зажимами регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, при этом вторые входной и выходной зажимы регулятора вольтодобавочного переменного напряжения соединены между собой, а сам регулятор вольтодобавочного переменного напряжения подключен своими первым и вторым входными зажимами к источнику питания, а первым и вторым выходными зажимами к нагрузке, снабжен дополнительным управляемым ключом, включенным параллельно ветви из последовательного соединения последовательного управляемого ключа и сетевой обмотки многообмоточного вольтодобавочного трансформатора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, на фиг. 2 приведена таблица состояний управляемых ключей регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, определяющих величину синусоидального напряжения, формируемого на нагрузке регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, на фиг. 3 показаны временные диаграммы основных электрических величин регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, поясняющие работу предлагаемого изобретения.
Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения 1, подключенный своими первым 2 и вторым 3 входными зажимами к источнику питания, а первым 4 и вторым 5 выходными зажимами к нагрузке 6, содержит многообмоточный вольтодобавочный трансформатор 7 с сетевой обмоткой 8 и первой 9 и второй 10 вторичными обмотками, а также ключевой преобразователь 11, последовательный управляемый ключ 12 и дополнительный управляемый ключ 13. При этом последовательное соединение сетевой обмотки 8 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 с последовательным управляемым ключом 12, а также дополнительный управляемый ключ 13, включены между первым входным зажимом 2 и первым выходным зажимом 4 регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1.
Ключевой преобразователь 11 выполнен в виде первой 14 и второй 15 параллельных ветвей, соединенных в первой 16 и второй 17 общих точках, причем первая общая точка 16 является первым входом ключевого преобразователя 11 и подключена к первому входному зажиму 2 регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1, а вторая общая точка 17 является вторым входом ключевого преобразователя 11 и подключена ко второму входному зажиму 3 регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1 и второму выходному зажиму 5 регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1.
Первая ветвь 14 ключевого преобразователя 11 содержит последовательно соединенные первый 18, второй 19 и третий 20 управляемые ключи, вторая ветвь 15 ключевого преобразователя 11 содержит последовательно соединенные четвертый 21, пятый 22 и шестой 23 управляемые ключи. При этом первая вторичная обмотка 9 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 своим началом подключена к первому выходу ключевого преобразователя 11, образованного общей точкой соединения первого 18 и второго 19 управляемых ключей первой ветви 14 ключевого преобразователя 11, а своим концом подключена ко второму выходу ключевого преобразователя 11, образованного общей точкой соединения четвертого 21 и пятого 22 управляемых ключей второй ветви 15 ключевого преобразователя 11. Конец второй вторичной обмотки 10 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 подключен к третьему выходу ключевого преобразователя 11, образованного общей точкой соединения второго 19 и третьего 20 управляемых ключей первой ветви 14 ключевого преобразователя 11, а ее начало подключено к четвертому выходу ключевого преобразователя 11, образованного общей точкой соединения пятого 22 и шестого 23 управляемых ключей второй ветви 15 ключевого преобразователя 11. К первому выходному зажиму 4 регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1 подключен первый вход датчика напряжения 24, второй вход которого подключен ко второму выходному зажиму 5, а выход датчика напряжения 24 соединен с блоком управления 25. Имеется управляющая связь выхода блока управления 25 с управляемыми ключами 12, 13, 18, 19, 20, 21, 22, 23.
Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения работает следующим образом.
Блок управления 25 по сигналам, поступающим на него от датчика напряжения 24, управляет процессом переключения управляемых ключей 12, 13, 18, 19, 20, 21, 22, 23. Формирование вольтодобавочного напряжения на сетевой обмотке 8 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 и, в свою очередь, напряжения на нагрузке 6 осуществляется за счет управления управляемыми ключами 18, 19, 20, 21, 22, 23 в соответствии с таблицей фиг. 2, где индекс «0» соответствует выключенному состоянию управляемого ключа, а индекс «1» соответствует его включенному состоянию. За счет различных коэффициентов трансформации вторичных обмоток 9, 10 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 и соответствующего включения управляемых ключей 18, 19, 20, 21, 22, 23 на нагрузке 6 возможно обеспечить семь различных уровней напряжения, три из которых по величине будут больше напряжения источника питания, еще три - меньше напряжения источника питания, оставшийся седьмой уровень равен напряжению источника питания.
С целью обеспечения надежной работы регулятора вольтодобавочного переменного напряжения 1 на этапе изменения величины напряжения, формируемого на сетевой обмотке 8 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7, и, в свою очередь, формируемого на нагрузке 6, вводится временная пауза, в течение которой последовательный управляемый ключ 12 находятся в выключенном состоянии. Перевод в выключенное состояние последовательного управляемого ключа 12 позволяет предварительно, до этапа смены состояний управляемых ключей 18, 19, 20, 21, 22, 23, отключать сетевую обмотку 8 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 от источника питания. Это, в свою очередь, позволяет исключить появление перенапряжения на управляемых ключах 18, 19, 20, 21, 22, 23 и возможность их самопроизвольного неконтролируемого включения на этапе их переключения. Введение временной паузы в работе последовательного управляемого ключа 12 приводит к обесточиванию нагрузки 6, на которой наблюдается нулевое напряжение в течении времени паузы, что негативно сказывается на качестве электроэнергии, поставляемой в нагрузку 6.
Наличие дополнительного управляемого ключа 13 позволяет на этапе времени паузы в работе последовательного управляемого ключа 12 обеспечивать нагрузку 6 напряжением источника питания. Это достигается тем, что в момент отключения сетевой обмотки 8 многообмоточного вольтодобавочного трансформатора 7 от источника питания, наступающий при выключении последовательного управляемого ключа 12, блок управления 25 переводит дополнительный управляемый ключ 13 во включенное состояние, за счет чего нагрузка 6 подключается к источнику питания. При этом, в течении времени паузы в работе последовательного управляемого ключа 12 производится переключение управляемых ключей 18, 19, 20, 21, 22, 23, а по окончании времени паузы последовательный управляемый ключ 12 переводится во включенное состояние, а дополнительный управляемый ключ 13 переводится в выключенное состояние.
Временные диаграммы иллюстрирующие процессы, протекающие в регуляторе вольтодобавочного переменного напряжения 1 при переключении со 2-ого уровня напряжения на нагрузке 6 на 3-ий уровнь напряжения на нагрузке 6 (в соответствии с фиг. 2), где нагрузка 6 представляет собой активное сопротивление, показаны на фиг. 3. При рассмотрении временных диаграмм было учтено, что в качестве управляемых ключей использовано встречно-параллельное включение тиристоров. На временных диаграммах отмечены моменты времени:
t1 - снятие блоком управления 25 импульсов управления с последовательного управляемого ключа 12.
t2 - выключение последовательного управляемого ключа 12, подача импульсов управления на дополнительный управляемый ключ 13 и его включение, снятие блоком управления 25 импульсов управления с управляемых ключей 18, 19, 20, 21, 22, 23.
t3 - снятие блоком управления 25 импульсов управления с дополнительного управляемого ключа 13, выключение управляемых ключей 18, 19, 20, 21, 22, 23.
t4 - подача блоком управления 25 импульсов управления на последовательный управляемый ключ 12 и управляемые ключи 18, 19, 20, 21, 22, 23 в соответствии с новым задаваемым уровнем напряжения на нагрузке 6 по фиг. 2, выключение дополнительного управляемого ключа 13.
В заявляемом изобретении отсутствуют интервалы времени в течении которых напряжение на нагрузке 6 равняется нулю, а на интервале времени t2-t4 нагрузка 6 находится под напряжением источника питания.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает достижение указанного технического результата, а именно, позволяет повысить качество электроэнергии передаваемую в нагрузку регулятора вольтодобавочного переменного напряжения.
Claims (1)
- Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения, содержащий многообмоточный вольтодобавочный трансформатор с сетевой обмоткой и вторичными обмотками, ключевой преобразователь, входы которого подключены к источнику питания, а выходы - к соответствующим вторичным обмоткам многообмоточного вольтодобавочного трансформатора, датчик напряжения, подключенный параллельно нагрузке, а своим выходом - к блоку управления, ветвь из последовательного соединения последовательного управляемого ключа и сетевой обмотки многообмоточного вольтодобавочного трансформатора, подключенная между первыми входным и выходным зажимами регулятора вольтодобавочного переменного напряжения, при этом вторые входной и выходной зажимы регулятора вольтодобавочного переменного напряжения соединены между собой, а сам регулятор вольтодобавочного переменного напряжения подключен своими первым и вторым входными зажимами к источнику питания, а первым и вторым выходными зажимами - к нагрузке, отличающийся тем, что снабжен дополнительным управляемым ключом, включенным параллельно ветви из последовательного соединения последовательного управляемого ключа и сетевой обмотки многообмоточного вольтодобавочного трансформатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125753A RU2733650C1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125753A RU2733650C1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733650C1 true RU2733650C1 (ru) | 2020-10-06 |
Family
ID=72927093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125753A RU2733650C1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733650C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2804371C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-09-28 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ регулирования синусоидального напряжения на нагрузке и устройство для его реализации |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5883503A (en) * | 1995-12-22 | 1999-03-16 | Melvin A. Lace | Voltage compensation system |
RU142160U1 (ru) * | 2013-09-09 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Тиристорный регулятор переменного напряжения |
RU2656372C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-06-05 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Динамический компенсатор напряжений |
RU2671829C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-11-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения |
-
2019
- 2019-08-15 RU RU2019125753A patent/RU2733650C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5883503A (en) * | 1995-12-22 | 1999-03-16 | Melvin A. Lace | Voltage compensation system |
RU142160U1 (ru) * | 2013-09-09 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Тиристорный регулятор переменного напряжения |
RU2656372C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-06-05 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Динамический компенсатор напряжений |
RU2671829C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-11-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2804371C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-09-28 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ регулирования синусоидального напряжения на нагрузке и устройство для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170271096A1 (en) | On-load voltage regulation tap switch for transformer and switch control method | |
CN104821711A (zh) | 一种模块化多电平柔性直流输电换流器启动方法 | |
CN107086605B (zh) | 一种电网零起升压的黑启动方法 | |
CN104953696A (zh) | 在线互动式不间断电源 | |
CN108696164A (zh) | Dcm变频控制的反激单相光伏并网微型逆变器及控制方法 | |
CN104821712A (zh) | 一种mmc-mtdc***协调启动控制方法 | |
CN108701556A (zh) | 直流电压开关 | |
RU2711587C1 (ru) | Способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой и устройство для его реализации | |
RU2671829C1 (ru) | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения | |
RU2733650C1 (ru) | Регулятор вольтодобавочного переменного напряжения | |
WO2015144179A1 (en) | A high voltage power supply | |
CN109660117B (zh) | 一种电力电子变压器启动控制方法 | |
US10253742B2 (en) | Motor starter | |
RU2505899C1 (ru) | Комбинированная установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности | |
RU187306U1 (ru) | Устройство энергосбережения для 3-х фазной сети | |
GB2050083A (en) | Electrical converter | |
RU2540421C2 (ru) | Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия | |
RU2613340C2 (ru) | Устройство для регулирования напряжения и способ его регулирования | |
RU2727929C1 (ru) | Способ управления выходным напряжением регулятора переменного синусоидального напряжения | |
CN215267655U (zh) | 配网末端低电压调控装置 | |
RU2746220C1 (ru) | Способ и устройство для включения и выключения электротермической установки | |
CN108683383A (zh) | 一种变频故障切工频控制电路 | |
RU2679829C1 (ru) | Способ управления напряжением на нагрузке в регуляторе с регулируемым преобразователем напряжения | |
CN203839945U (zh) | 一种节能型供电*** | |
RU2582086C1 (ru) | Способ включения и выключения четырехпроводной линии электропередач |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201222 Effective date: 20201222 |