Способ выявления источников несимметрии в трехфазной электрической сети Российский патент 2023 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии, и может быть использовано в электрических сетях и системах электроснабжения для определения места нахождения источников несимметрии в трехфазной электрической сети.

Известен способ автоматизированного активного контроля уровня несимметрии напряжений и токов. (патент РФ №2249286, опубл. 27.03.2005). Принцип действия данного способа состоит в объединении процессов количественной оценки спектрального состава линейных и фазных напряжений и токов, пассивного контроля уровня несимметрии линейных или фазных напряжений и токов и формирования сигналов управления соответствующими корректирующими устройствами, исходными данными для которого являются сведения об аналоговых кривых линейных и фазных напряжений и токов анализируемой электроэнергетической системы в дискретном виде, выполняемый с использованием средств вычислительной техники, пассивный контроль уровней несимметрии линейных и фазных напряжений и токов выполняется для оценивания соответствия коэффициентов несимметрии линейных и фазных напряжений и токов по обратной последовательности, а также коэффициентов несимметрии линейных и фазных напряжений и токов по нулевой последовательности своим заранее установленным нормативным значениям, причем определение линейных и фазных напряжений и токов прямой, нулевой и обратной последовательностей проводится с учетом спектрального состава анализируемых характеристик электрической энергии, а в качестве альтернативного решения в электроэнергетических системах, отличающихся низким уровнем несинусоидальности напряжений и токов, пассивный контроль выполняется на основании анализа линейных напряжений на частоте основной гармонической составляющей, при нарушении установленных нормативных значений количественной оценки уровней несимметрии формируется сигнал управления соответствующими корректирующими устройствами, для чего в результате сравнения действующих значений анализируемых величин выясняется линейные или фазные напряжения или токи несут ответственность за нарушение уровня несимметрии анализируемых характеристик электрической энергии, затем в результате сравнения ответственных за нарушение уровня несимметрии линейных или фазных напряжений или токов каждой гармонической составляющей выясняется, на какой частоте происходит нарушение симметрии анализируемых характеристик, а далее на основании полученных сведений формируется сигнал управления соответствующими корректирующими устройствами.

К недостаткам данного способа следует отнести невозможность определения мест расположения источников несимметрии, что не позволяет эффективно использовать различные мероприятия для поддержания требуемого качества электрической энергии. Кроме того, реализация данного способа предусматривает использование корректирующих устройств, устанавливаемых в узле трехфазной электроэнергетической системы, что приводит к значительному удалению этих устройств от потребителей электроэнергии, создающих несимметрию, и не может обеспечить поддержание качества электроэнергии непосредственно в электрических сетях потребителей.

Наиболее близким к изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является способ определения долевого вклада потребителей в несимметрию напряжений энергосистемы (а.с. №1725167, опубликовано 07.04.92). Способ определения долевого вклада потребителей в несимметрию напряжений энергосистемы, включающий измерение напряжения обратной последовательности и определение долевого вклада по расчетной формуле, при котором с целью повышения точности и оперативности, измеряют дополнительно при непрерывной работе потребителя ток обратной последовательности и три угла сдвига фаз между векторами, один из которых - между вектором линейного напряжения и вектором линейного тока, другой - между тем же вектором линейного тока и вектором тока обратной последовательности, третий - между тем же вектором линейного напряжения и вектором напряжения обратной последовательности, определяют номинальное напряжение сети и определяют долевой вклад потребителя в несимметрию.

Недостатком данного способа является невозможность определения местоположения источников возникновения несимметрии (хотя бы и в первом приближении).

Техническая задача предполагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей способа выявления источников несимметрии в трехфазной электрической сети - определение местоположения источников возникновения несимметрии напряжений.

Способ выявления источника несимметрии в трехфазной электрической сети заключается в том, что в этой сети с помощью фильтров напряжения и тока обратной последовательности измеряют величины напряжения и тока обратной последовательности, также измеряют значения линейного напряжения, линейного тока и напряжения сети, три угла сдвига фаз - один между векторами линейного напряжения и линейного тока, другой - между тем же вектором линейного тока и вектором тока обратной последовательности, третий - между тем же вектором линейного напряжения и вектором напряжения обратной последовательности, на основании этих измерений определяют долевой вклад потребителя.

На основе измеренных значений напряжения U₂ и тока I₂ обратной последовательности рассчитывается величина полного сопротивления Z электрической цепи между точкой включения измерительных устройств и местом нахождения источника несимметрии в контролируемой электрической сети по следующей формуле:

Зная величину полного сопротивления Z и удельное сопротивление (на единицу длины линии) Z₀, определяем расстояние L от точки включения измерительных устройств до искажающей нагрузки как:

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии, и может быть использовано в электрических сетях и системах электроснабжения для определения места нахождения источников несимметрии в трехфазной электрической сети. Технический результат заключается в определении местоположения источников возникновения несимметрии напряжений в электрической сети переменного тока. Способ включает измерение напряжения обратной последовательности и определение долевого вклада по расчетной формуле, при котором с целью повышения точности и оперативности измеряют дополнительно при непрерывной работе потребителя ток обратной последовательности и три угла сдвига фаз между векторами, один из которых - между вектором линейного напряжения и вектором линейного тока, другой - между тем же вектором линейного тока и вектором тока обратной последовательности, третий - между тем же вектором линейного напряжения и вектором напряжения обратной последовательности; определяют номинальное напряжение сети и определяют долевой вклад потребителя в несимметрию. Определяется отношение между измеренными значениями напряжения обратной последовательности и тока обратной последовательности, данное отношение представляет собой полное сопротивление участка цепи между точкой проведения измерений и точкой включения несимметричной нагрузки. Используя значение полного сопротивления, рассчитывается расстояние между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки.

Способ выявления источника несимметрии в трехфазной электрической сети, заключающийся в определении местоположения источника несимметрии в электрической сети переменного тока, включающий измерение напряжения обратной последовательности и определение долевого вклада по расчетной формуле, при котором для повышения точности и оперативности измеряют дополнительно при непрерывной работе потребителя ток обратной последовательности и три угла сдвига фаз между векторами, один из которых - между вектором линейного напряжения и вектором линейного тока, другой - между тем же вектором линейного тока и вектором тока обратной последовательности, третий - между тем же вектором линейного напряжения и вектором напряжения обратной последовательности, определяют номинальное напряжение сети и определяют долевой вклад потребителя в несимметрию, отличающийся тем, что с помощью фильтров тока обратной последовательности измеряется ток обратной последовательности и определяется отношение между измеренными значениями напряжения обратной последовательности и тока обратной последовательности; данное отношение представляет собой полное сопротивление участка цепи между точкой проведения измерений и точкой включения несимметричной нагрузки; используя значение полного сопротивления, рассчитывается расстояние между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки.