Устройство электроснабжения Советский патент 1980 года по МПК H02J3/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении схем питания потребителей электрической энергии с изменяющейся величиной сопротивления нагрузки, в частности, при построении схем питания дуговых электроустановок, установок электролиза и сварки, при выполнении зарядных устройств большой мощности, например, для заряда конденсаторных батарей емкостью десятки фарад.

. Известны устройства для питания потребителей электрической энергии .с изменяющейся величиной сопротивления нагрузки, например, для питания дуговых электропечей 1}.

Недостаток таких устройств - больШне броски тока, вызванные технологическими процессами у потребителей.

Известно также устройство электроснабжения, содержащее источник питания и подключенные к нему комплексную нагрузку и трансформатор, к вторичной стороне которого присоединена резкоперёменная нагрузка. Это техни iecKoe решение, принято за прототип. В известном устройстве трансформатор

я комплексная нагрузка включены параллельно друг к другу 2} .

5 Однако при питании потребителя по известной схеме изменение величины сопротивления нагрузки приводит к пропорционгзльному изменению силы тока, что ухудшает показатели работы

д установки. Применительно к дуговой печи эти изменения носят резкопеременный, толчкообразный характер, обусловленный нестабильностью процессов расплавления шихты. Это приводит к резкому- изменению токов дуг и к воз15растанию потерь мощности в электрической цепи дуговой печи, а также к существенному снижению ее электрического КПД, т.е. к. снижению эффективности работы дуговой печи. Кроме то20го, резкие игм-энения токов .электрических дуг вызывают колебания мощности, потребляемой из сети. При этом колебания реактивной мощности значительно превышают колебания ак25тивной мощности. Это вызывает, при недостаточной мощности источника питания, колебания напряже ния в сети, оказывающие неблагоприятное влияние на других потребителей.

Цель изобретения - уменьшение толчков тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве электроснабжения, ёбдержсйцем источйик пиТ1аниЯ и подключенные к нему комплексную нагрузку и трансформатор, к вторичной стороне которого присоединена резкопеременная нагрузка, первичная обмотка трансформатора включена последовательно с комплексной нагрузкой, а параллельно указанной первичной об 7йбтке подсоединен выключатель.

В качестве комплексной нагрузки могут быть использованы устройства поперечной компенсации, а между вторичной обмоткой трансформатора и нагрузкой может быть включен выпрямитель.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для питания потребителя на переменном токе на фиг. 2 - вариант электрической схемы устройства при использовании в качестве комплексной нагрузки конденсаторной батареи; на фиг. 3 - вариант электрической схемы устройства при использовании в качестве комплексной нагрузки шунтового реактора на фиг. 4 - схема устройства для питания потребителя на постоянном токе на фиг. 5 - схема устройства при включении первичных обмоток трансформатора через промежуточный трансформатор.

Устройство для питания потребителя 1 на переменном токе, приведенное на фиг. 1, содержит источник питания 2, комплексную нагрузку 3, транс орматор 4, имеющий первичные обмотки 5 и вторичные обмотки 6, и выключатель 7.

Комплексная нагрузка 3 подключена к источнику питания 2, а йервичные обмотки 5 трансформатора включены пос;1едовательно в электрическую цепь между источником питания 2 и комплексной нагрузкой 3. Выключатель 7 присоединен параллельно первичным обмоткам 5 трансформатора 4, а ко вторичным обмоткам 6 присоединен потребитель 1.

Изменение величины сс противления нагрузки 3 потребителя вызывает из- regimmiie ЙёйтрйГЧёскбго рёШШагДёпи, содержащей источник питания 2. Степейь изменения тока в этой цепи завирит от сротношения мощностей потрЬбителя и комплексной нагрузки. Этъ соотношение выбирается таким, чтобы устранить толчки тока при работе потребителя, т.е. таким, чтобы изменение сопротивления нагрузки потребителя в прёдёлй.х ОТ нуля до номинального значения не вь1зывали излюмения тока более .

.Представленная на фиг. 2 электри. ческа,я схема устройства использует в качестве комплексной нагрузки кондёнсаторную батарею 8, соединенную в треугольник и подключенную к источнику питания 2. Включение первичных обмоток 5 трансформатора 4 осуществлено последовательно в цепь между источником питания 2 и конденсаторной батареей 8.

Проведенные расчеты показывают, что при использовании в качестве комплексной нагрузки конденсаторной батареи для питания потребителей мощность 1000 кВ требуется 3030 квар. установленной мощности конденсаторной батареи. При этом, изменение тока в цепи потребителя, при изменении его сопротивления от нуля до номинального значения не превышает 10%. Указанная конденсаторная батарея генерирует в сеть 2200 квар., т.е. дополнительная мощность конденсаторов, непосредственно предназначенная для устранения толчков тока потребителя, равна 830 квар.

Представленная на фиг. 3 электрическая схема устройства использует в качестве комплексной нагрузки шунтовой реактор высоковольтных электропередач 9, обмотки которого соединены в треугольник и подключены к источнику питания 2. Первичные обмотки 5 трансформатора 4 включены -последовательно в цепь между источником питания 2 и реактором 9.

Величина установленной мсядности реактора приблизительно соответствует установленной мощности конденсаторной батареи, выбранной для того же значения изменения тока.

Предлагаемое устройство может использоваться для питания потребителя на постоянном токе. Для этого, к вторичной обмотке 6 трансформатора 4,

0 как показано на фиг. 4, подключен выпрямитель 10, к которому подключен потребитель 1.

Устранение толчков тока при работе потребителя позволит существенно повысить его КПД, а также за счет улуч5шения использования установленной мощности трансформатора, повысить его производительность. Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет устранить колебания реак0тивной МО1ЦНОСТИ, потребляемой и-з сети, а, следовательно, уменьшить колебания напряжения в питакяцей сети, т.е. уменьшить неблагоприятное влияние потребителя на сеть.

5

Формула изобретения

1. Устройство электроснабжения, содержащее источник питания и подключенные к нему комплексную нагрузку и трансформатор, к вторичной стороне которого присоединена резкопеременная нагрузка, отличающееся тем, что, с целью уменьшения толчков