УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК H02J9/06 

Описание патента на изобретение RU2290731C1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроснабжению при аварийных режимах потребителей, не допускающих кратковременного снижения напряжения, например, металлургических предприятий.

Известны устройства безотказного электроснабжения ответственных потребителей, включающие электрическую подстанцию, содержащую два трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Повышение эффективности электроснабжения обеспечивается, кроме наличия двух силовых трансформаторов РПН, использованием вольтодобавочных трансформаторов или линейных регуляторов. Главным недостатком известных способов, как показала многолетняя их эксплуатация, является провал напряжения, длительность которого определяется временем срабатывания релейной защиты, устройств автоматического включения резерва и коммутационной аппаратуры, и составляет порядка 150-350 мс. Это приводит к срабатыванию защит электротехнических установок, рассогласованию устройств управления функционированием оборудования, что не соответствует непрерывности технологического процесса производств металлургических предприятий.

Наиболее близким техническим решением к изобретению служит устройство для аварийного переключения на резервный источник питания, имеющее два коммутирующих аппарата, через которые потребители подключены к соответствующим секциям шин, получающих питание от двух независимых источников. Между секциями шин включен секционный разъединитель или выключатель таким образом, что первый источник является резервным для потребителей второго и наоборот [1]. Недостаток данного устройства заключается в том, что в момент аварии напряжение на потребителе составляет до 30-35%, а затем повышается до 92-94% от номинального с задержкой времени до 0,55 с.

Задачей изобретения является обеспечение безотказности электроснабжения основных потребителей электроэнергии при кратковременных нарушениях электроснабжения путем снижения времени провала напряжения за счет отдачи в сеть энергии, предварительно запасенной реактивными элементами.

Заявляемое устройство предполагает при использовании двух независимых источников питания, двух коммутирующих аппаратов, через которые потребители подключены к соответствующим источникам питания с целью обеспечения безотказности электроснабжения основных потребителей электроэнергии, введение в схему параллельно потребителю с эквивалентным сопротивлением Rп и индуктивностью Lп реактивных элементов L и С (фиг.1), величины которых выбираются таким образом, чтобы в аварийном режиме, который соответствует понижению напряжения до уровня, определяемого видом, местом и мощностью короткого замыкания в питающей сети, поддержать напряжение на шинах питания потребителя на уровне, не ниже 0,9·Uн на период, равный времени восстановления напряжения (фиг.2, б). Схема подключения элементов приведена на (фиг.1), где Rп и Lп - эквивалентные параметры потребителя, Rл и Lл - эквивалентные параметры питающей линии, а L и С - реактивные элементы, подключаемые к нагрузке.

Как показали расчеты и результаты апробации, значения электрических параметров элементов лежат в тех пределах, при которых в нормальном режиме работы они не оказывают негативного влияния на электрическую сеть, а наоборот, происходит дополнительная компенсация реактивной мощности потребителя. Коэффициент мощности системы "питающая линия - потребитель - реактивные элементы" становится близким к единице, что позволяет снизить электрические потери. Параметры элементов выбираются из условия резонанса напряжений на основной частоте. Физическая сущность заключается в периодическом обмене энергией между магнитным полем индуктивности и электрическим полем конденсатора, при этом сумма энергии полей и ее изменение во времени определяется параметрами реактивных элементов L и С.

При аварии (отключении) питающей сети в системе возникает переходный процесс. Использование дополнительных реактивных элементов с настройкой системы в резонанс напряжения позволяет повысить постоянную времени цепи. При этом энергия, запасенная в магнитном поле индуктивности и электрическом поле конденсатора, будет расходоваться на совершение технологическим оборудованием полезной работы, в результате чего уменьшится крутизна фронта снижения напряжения и увеличится длительность переходного процесса, до величин, достаточных для поддержания работоспособности системы в пределах падения напряжения до Um2=0,9·Uн (фиг.2).

Основными факторами, влияющими на значения электрических параметров элементов, служат: угол управления тиристорных преобразователей, мощность трансформатора преобразовательного агрегата, мощность двигателя, сопротивление распределительной сети.

Источник информации

1. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Высшая школа, 1979, с.138-139.

Похожие патенты RU2290731C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ 2005
  • Шпиганович Александр Николаевич
  • Шляхов Николай Александрович
  • Захаров Кирилл Дмитриевич
  • Зацепин Евгений Петрович
  • Бош Виолетта Иосифовна
RU2290730C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЦИКЛОМ ОТ ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ 2005
  • Шпиганович Александр Николаевич
  • Шляхов Николай Александрович
  • Захаров Кирилл Дмитриевич
  • Зацепин Евгений Петрович
  • Бош Виолетта Иосифовна
RU2290729C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 2008
  • Гуров Алексей Алексеевич
  • Сергунов Юрий Алексеевич
  • Буланов Роберт Николаевич
RU2357343C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 2008
  • Гуров Алексей Алексеевич
  • Буланов Роберт Николаевич
  • Сергунов Юрий Алексеевич
RU2357344C1
УСТРОЙСТВО ДИНАМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ 2009
  • Шпиганович Александр Николаевич
  • Шпиганович Алла Александровна
  • Захаров Кирилл Дмитриевич
  • Зацепина Виолетта Иосифовна
  • Зацепин Евгений Петрович
  • Шилов Илья Геннадиевич
RU2393611C1
Устройство регулирования параметров режима электроэнергетической системы в условиях небаланса мощности 2022
  • Удинцев Дмитрий Николаевич
  • Соломатина Анастасия Александровна
  • Сергеева Мария Михайловна
  • Тульский Владимир Николаевич
  • Зуев Александр Игоревич
RU2777777C1
Устройство для электроснабжения нагрузки 1990
  • Болигузов Александр Сергеевич
  • Рябой Григорий Тимофеевич
  • Свешников Валерий Иванович
  • Фадеев Владимир Викторович
  • Юрков Вячеслав Васильевич
SU1775793A1
Способ борьбы с гололедом на воздушных линиях электропередачи 2023
  • Максимов Сергей Петрович
  • Кузнецов Павел Анатольевич
  • Стебеньков Сергей Борисович
RU2819100C1
Система управления накопителем электрической энергии для расширения области допустимых режимов генерирующих установок источников распределенной генерации при кратковременных отклонениях частоты 2019
  • Илюшин Павел Владимирович
  • Куликов Александр Леонидович
  • Лоскутов Антон Алексеевич
RU2718113C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ 2015
  • Третьяков Евгений Александрович
RU2587128C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 290 731 C1

Реферат патента 2006 года УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Устройство относится к электротехнике, а именно к электроснабжению при аварийных режимах потребителей, не допускающих кратковременного снижения напряжения. Технический результат заключается в повышении безотказности функционирования потребителей. Устройство предполагает при наличии двух коммутационных аппаратов, через которые потребитель подключен к двум независимым источникам питания введение в цепь параллельно потребителю реактивных элементов L и С, которые при нарушении электроснабжения повысят постоянную времени переходного процесса, и снизят крутизну фронта падения напряжения за счет отдачи в сеть предварительно накопленной в магнитном поле реактора и электрическом поле конденсатора энергии. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 290 731 C1

Устройство защиты потребителей электроэнергии от кратковременных нарушений электроснабжения при использовании двух независимых источников питания, двух коммутирующих аппаратов, через которые потребители подключены к соответствующим секциям шин с независимыми источниками питания и секционным разъединителем, отличающееся тем, что, с целью обеспечения безотказности электроснабжения основных потребителей электроэнергии, параллельно им включены реактивные элементы L и С, величины которых выбираются таким образом, что обеспечивается настройка системы «питающая линия - потребители - реактивные элементы» в режим резонанса напряжения на основной частоте.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2290731C1

КНЯЗЕВСКИЙ Б.А., ЛИПКИН Б.Ю
Электроснабжение промышленных предприятий
- М.: Высшая школа, 1979, с.138-139
СИСТЕМА ГАРАНТИРОВАННОГО ПИТАНИЯ СЕКУЩИХ ЗАДВИЖЕК НЕФТЕПРОВОДОВ 2001
  • Малюшин Н.А.
  • Метельский А.Н.
  • Алявдин Д.В.
RU2211515C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 1991
  • Кириллов Н.П.
  • Кириллов Д.Н.
  • Бухаров А.И.
  • Соколов Г.И.
  • Гудков В.В.
RU2006134C1
Устройство электроснабжения потребителей без перерыва питания 1989
  • Кононов Борис Тимофеевич
  • Лысенко Михаил Петрович
  • Супрун Александр Данилович
  • Шушанашвили Анатолий Владимирович
SU1683130A1
DE 3246930 А, 20.06.1984.

RU 2 290 731 C1

Авторы

Шпиганович Александр Николаевич

Шляхов Николай Александрович

Захаров Кирилл Дмитриевич

Зацепин Евгений Петрович

Бош Виолетта Иосифовна

Даты

2006-12-27Публикация

2005-05-20Подача