RU153407U1

RU153407U1 - DEVICE FOR DYNAMIC RECOVERY OF VOLTAGE DROPS FOR A RESPONSIBLE CONSUMER OF ELECTRIC ENERGY

Info

Publication number: RU153407U1
Application number: RU2014148210/07U
Authority: RU
Inventors: Тимур Рифхатович Храмшин; Рифхат Рамазанович Храмшин; Геннадий Петрович Корнилов; Ильдар Равильевич Абдулвелеев
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-07-20

Abstract

Устройство динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии, содержащее три датчика фазных напряжений, входы которых подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а выходы - к блоку управления, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, силовые входы указанных ключей подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а силовые выходы двунаправленных тиристорных ключей - к соответствующим зажимам фаз а, b и с ответственного потребителя электрической энергии, и трехфазный вольтодобавочный трансформатор, отличающееся тем, что первичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора соединены в звезду, причем начала обмоток подключены к соответствующим зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а каждая из трех вторичных обмоток трехфазного вольтодобавочного трансформатора содержит последовательно соединенные первую, вторую, третью и четвертую секции, которые снабжены соответственно четвертым, пятым, шестым и седьмым двунаправленными тиристорными ключами, силовые выходы указанных ключей соединены в общую точку, которая для ключей фазы А подключена к силовому выходу первого двунаправленного тиристорного ключа, а для ключей фаз В и С - к силовым выходам соответственно второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, при этом силовой вход четвертого двунаправленного тиристорного ключа подключен к точке соединения первой и второй секций, силовой вход пятого A device for the dynamic restoration of voltage dips for a responsible consumer of electric energy, containing three phase voltage sensors, the inputs of which are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of the three-phase power source, and the outputs are connected to the control unit, the first, second and third outputs of which are connected to the control the inputs of the first, second and third bidirectional thyristor keys, respectively, the power inputs of these keys are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of a three-phase power source and the power outputs of bidirectional thyristor switches to the corresponding terminals of phases a, b and c of the responsible consumer of electric energy, and a three-phase booster transformer, characterized in that the primary windings of a three-phase booster transformer are connected to a star, and the beginning of the windings are connected to the corresponding terminals of phases A , B and C of a three-phase power supply, and each of the three secondary windings of a three-phase boost transformer contains a first, second, third ew and fourth sections, which are equipped with fourth, fifth, sixth and seventh bidirectional thyristor keys, respectively, the power outputs of these keys are connected to a common point, which is connected to the power output of the first bidirectional thyristor key for phase A keys, and for phase B and C keys to the power outputs of the second and third bidirectional thyristor keys, respectively, while the power input of the fourth bidirectional thyristor key is connected to the connection point of the first and second sections, the power input of the fifth

Description

Полезная модель относится к области электротехнике и может быть использована для электроснабжения ответственных потребителей, например, высоковольтных преобразователей частоты, не допускающих в аварийном режиме как кратковременных, так и длительных провалов питающего напряжения, вызванных однофазным или двухфазным коротким замыканием, запуском мощного двигателя, подключением мощных потребителей с резкопеременной нагрузкой.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to supply critical consumers, for example, high-voltage frequency converters, which do not allow in emergency mode both short-term and long-term voltage dips caused by a single-phase or two-phase short circuit, starting a powerful motor, and connecting powerful consumers with a rapidly changing load.

Известно устройство для электроснабжения нагрузки, содержащее шины, к которым подключен источник питания, средства для быстродействующего изменения напряжения в аварийных режимах, включающие в себя коммутационные аппараты, шины для питания нагрузки, два трансформатора, включенных последовательно, один из которых является понижающим, а другой - повышающим, причем понижающий трансформатор подключен к шинам, к которым подключен источник питания, повышающий трансформатор подключен к шинам питания нагрузки, а указанный коммутационный аппарат включен параллельно понижающему трансформатору (см. а.с. СССР №1775793, H02J 9/06).A device is known for power supply of a load, comprising buses to which a power source is connected, means for quickly changing voltage in emergency conditions, including switching devices, buses for supplying load, two transformers connected in series, one of which is step-down, and the other step-up, and step-down transformer is connected to the buses to which the power source is connected, step-up transformer is connected to the load power buses, and the specified switching app rat step-down transformer is connected in parallel (see. AS USSR №1775793, H02J 9/06).

Недостатком известного устройства является то, что при провалах напряжения, вызванных, например, подключением мощных потребителей с резкопеременной нагрузкой, оно не обеспечивает раздельного регулирования фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии. Кроме того, известное устройство имеет низкую надежность и низкий коэффициент полезного действия, обусловленные двойным преобразованием электрической энергии для нормального режима работы устройства. Высокая ресурсоемкость устройства в виде двух трансформаторов, узкий диапазон восстановления провалов напряжения - два допустимых уровней снижения напряжения источника питания, также являются его недостатками.A disadvantage of the known device is that when voltage dips are caused, for example, by connecting powerful consumers with a rapidly changing load, it does not provide separate control of the phase voltages of a responsible consumer of electric energy. In addition, the known device has low reliability and low efficiency due to the double conversion of electrical energy for normal operation of the device. The high resource consumption of the device in the form of two transformers, a narrow range of recovery of voltage dips - two acceptable levels of voltage reduction of the power source, are also its disadvantages.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии, содержащее три датчика фазных напряжений, входы которых подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а выходы - к блоку управления, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, силовые входы указанных ключей подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а силовые выходы двунаправленных тиристорных ключей - к соответствующим зажимам фаз a, b и c ответственного потребителя электрической энергии, и трехфазный вольтодобавочный трансформатор (см. а.с. СССР №1807545, H02J 9/06).The closest analogue to the claimed utility model is a device for the dynamic restoration of voltage dips for a responsible consumer of electric energy, containing three phase voltage sensors, the inputs of which are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of a three-phase power source, and the outputs to the control unit, first, the second and third outputs of which are connected to the control inputs of the first, second and third bi-directional thyristor keys, respectively, the power inputs of these keys are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of the three-phase power supply, and the power outputs of the bidirectional thyristor switches to the corresponding terminals of phases a , b and c of the responsible consumer of electric energy, and a three-phase boost transformer (see AS USSR No. 1807545, H02J 9/06).

Недостатком известного устройства является то, что при провалах напряжения, вызванных, например, однофазным или двухфазным коротким замыканием, оно не обеспечивает раздельного регулирования фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии. Кроме того, известное устройство имеет низкую надежность и низкий коэффициент полезного действия, обусловленные параллельной работой дополнительных n трансформаторов с разными коэффициентами трансформации в режиме холостого хода для нормального режима работы устройства. Высокая ресурсоемкость устройства в виде n дополнительных трансформаторов и 6·n тиристорных ключей также являются его недостатками.A disadvantage of the known device is that when voltage dips are caused, for example, by a single-phase or two-phase short circuit, it does not provide separate control of the phase voltages of a responsible consumer of electrical energy. In addition, the known device has low reliability and low efficiency due to the parallel operation of additional n transformers with different transformation ratios in idle mode for normal operation of the device. The high resource consumption of the device in the form of n additional transformers and 6 · n thyristor switches are also its disadvantages.

Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в поддержании допустимого диапазона снижения фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии при кратковременных и длительных, симметричных и несимметричных провалах напряжения источника питания.The problem solved by the claimed utility model is to maintain an acceptable range of phase voltage reduction of a responsible consumer of electric energy for short-term and long-term, symmetrical and asymmetric power supply voltage dips.

Технический результат полезной модели заключается в создании условий раздельного регулировании фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии с учетом несимметрии провалов фазных напряжений трехфазного источника питания.The technical result of the utility model is to create conditions for the separate regulation of the phase voltages of the responsible consumer of electric energy, taking into account the asymmetry of the dips in the phase voltages of the three-phase power source.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии, содержащем три датчика фазных напряжений, входы которых подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а выходы - к блоку управления, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, силовые входы указанных ключей подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а силовые выходы двунаправленных тиристорных ключей - к соответствующим зажимам фаз a, b и c ответственного потребителя электрической энергии, и трехфазный вольтодобавочный трансформатор, согласно изменению, первичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора соединены в звезду, причем начала обмоток подключены к соответствующим зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания, а каждая из трех вторичных обмоток трехфазного вольтодобавочного трансформатора содержит последовательно соединенные первую, вторую, третью и четвертую секции, которые снабжены соответственно четвертым, пятым, шестым и седьмым двунаправленными тиристорными ключами, силовые выходы указанных ключей соединены в общую точку, которая для ключей фазы А подключена к силовому выходу первого двунаправленного тиристорного ключа, а для ключей фаз В и С - к силовым выходам соответственно второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, при этом силовой вход четвертого двунаправленного тиристорного ключа подключен к точке соединения первой и второй секций, силовой вход пятого - к точке соединения второй и третий секций, силовой вход шестого - к точке соединения третий и четвертой секций, силовой вход седьмого двунаправленного тиристорного ключа подключен к началу четвертой секции, конец первой секции фазы А подключен к силовому входу первого двунаправленного тиристорного ключа, а концы первых секций фаз В и С подключены соответственно к силовым входам второго и третьего двунаправленных тиристорных ключей, управляющие входы четвертого, пятого, шестого и седьмого двунаправленных тиристорных ключей фазы А подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам блока управления, управляющие входы четырех ключей фазы В подключены к восьмому, девятому, десятому и одиннадцатому выходам блока управления, а управляющие входы четырех ключей фазы С подключены к двенадцатому, тринадцатому, четырнадцатому и пятнадцатому выходам блока управления.The problem is solved in that in the device for the dynamic restoration of voltage dips for a responsible consumer of electric energy, containing three phase voltage sensors, the inputs of which are connected respectively to the terminals of the phases A, B and C of the three-phase power source, and the outputs to the control unit, first, second and the third outputs of which are connected to the control inputs of the first, second, and third bidirectional thyristor keys, respectively, the power inputs of these keys are connected respectively to the terminal m of phases A, B and C of a three-phase power supply, and the power outputs of bidirectional thyristor switches to the corresponding terminals of phases a , b and c of the responsible consumer of electric energy, and a three-phase boost transformer, according to the change, the primary windings of a three-phase boost transformer are connected to a star, and the beginning of the windings are connected to the corresponding terminals of the phases A, B and C of the three-phase power supply, and each of the three secondary windings of the three-phase boost transformer contains the following If the first, second, third, and fourth sections, which are equipped with fourth, fifth, sixth, and seventh bidirectional thyristor keys, respectively, are connected, the power outputs of these keys are connected to a common point, which for phase A keys is connected to the power output of the first bi-directional thyristor key, and for keys of phases B and C - to the power outputs of the second and third bidirectional thyristor keys, respectively, while the power input of the fourth bidirectional thyristor key is connected to the connection point of the first and the second section, the fifth power input to the connection point of the second and third sections, the sixth power input to the connection point of the third and fourth sections, the power input of the seventh bidirectional thyristor switch is connected to the beginning of the fourth section, the end of the first section of phase A is connected to the power input of the first bi-directional thyristor key, and the ends of the first sections of phases B and C are connected respectively to the power inputs of the second and third bi-directional thyristor keys, the control inputs of the fourth, fifth, sixth and seventh bidirectional phase thyristor keys are connected respectively to the fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit, the control inputs of the four phase B keys are connected to the eighth, ninth, tenth and eleventh outputs of the control unit, and the control inputs of the four phase C keys are connected to the twelfth, thirteenth , the fourteenth and fifteenth outputs of the control unit.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a functional diagram of a device for the dynamic restoration of voltage dips for a responsible consumer of electric energy.

Заявляемое устройство динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии 1, содержит три датчика фазных напряжений 2, входы которых подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания 3, а выходы - к блоку управления 4. Первый (I), второй (II) и третий (III) выходы блока управления 4 соединены с управляющими входами соответственно первого 5, второго 6 и третьего 7 двунаправленных тиристорных ключей. При этом силовые входы указанных ключей 5, 6 и 7 подключены соответственно к зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания 3, а силовые выходы двунаправленных тиристорных ключей 5, 6 и 7 подключены к соответствующим зажимам фаз а, b и c ответственного потребителя электрической энергии 1. Устройство также содержит трехфазный вольтодобавочный трансформатор 8, первичные обмотки которого соединены в звезду. Причем начала обмоток подключены к соответствующим зажимам фаз А, В и С трехфазного источника питания 3. Каждая из трех вторичных обмоток трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8 содержит последовательно соединенные первую 9, вторую 10, третью 11 и четвертую 12 секции, которые снабжены соответственно четвертым 13, пятым 14, шестым 15 и седьмым 16 двунаправленными тиристорными ключами. Силовые выходы указанных ключей 13, 14, 15 и 16 соединены в общую точку, которая для ключей фазы А подключена к силовому выходу первого двунаправленного тиристорного ключа 5, а для ключей фаз В и С - к силовым выходам соответственно второго 6 и третьего 7 двунаправленных тиристорных ключей. При этом силовой вход четвертого двунаправленного тиристорного ключа 13 подключен к точке соединения первой 9 и второй 10 секций, силовой вход пятого 14 - к точке соединения второй 10 и третий 11 секций, силовой вход шестого 15 - к точке соединения третий 11 и четвертой 12 секций. Силовой вход седьмого двунаправленного тиристорного ключа 16 подключен к началу четвертой секции 12. Конец первой секции 9 фазы А подключен к силовому входу первого двунаправленного тиристорного ключа 5, а концы первых секций фаз В и С подключены соответственно к силовым входам второго 6 и третьего 7 двунаправленных тиристорных ключей. Управляющие входы четвертого 13, пятого 14, шестого 15 и седьмого 16 двунаправленных тиристорных ключей фазы А подключены соответственно к четвертому (IV), пятому (V), шестому (VI) и седьмому (VII) выходам блока управления 4. Управляющие входы четырех ключей 13, 14, 15 и 16 фазы В подключены к восьмому (VIII), девятому (IX), десятому (X) и одиннадцатому (XI) выходам блока управления 4. Управляющие входы четырех ключей 13, 14, 15 и 16 фазы С подключены к двенадцатому (XII), тринадцатому (XIII), четырнадцатому (XIV) и пятнадцатому (XV) выходам блока управления 4.The inventive device for the dynamic recovery of voltage dips for a responsible consumer of electric energy 1, contains three phase voltage sensors 2, the inputs of which are connected respectively to the terminals of the phases A, B and C of the three-phase power source 3, and the outputs to the control unit 4. The first (I), the second (II) and third (III) outputs of the control unit 4 are connected to the control inputs of the first 5, second 6 and third 7 bi-directional thyristor keys, respectively. In this case, the power inputs of the indicated keys 5, 6 and 7 are connected respectively to the terminals of the phases A, B and C of the three-phase power supply 3, and the power outputs of the bidirectional thyristor keys 5, 6 and 7 are connected to the corresponding terminals of the phases a , b and c of the responsible electrical consumer energy 1. The device also contains a three-phase booster transformer 8, the primary windings of which are connected to a star. Moreover, the beginnings of the windings are connected to the corresponding terminals of the phases A, B and C of the three-phase power supply 3. Each of the three secondary windings of the three-phase boost transformer 8 contains in series the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections, which are equipped with a fourth 13, fifth, respectively 14, sixth 15 and seventh 16 bidirectional thyristor keys. The power outputs of these keys 13, 14, 15 and 16 are connected to a common point, which for phase A keys is connected to the power output of the first bidirectional thyristor key 5, and for phase B and C keys to the power outputs of the second 6 and third 7 bi-directional thyristor keys. The power input of the fourth bidirectional thyristor switch 13 is connected to the connection point of the first 9 and second 10 sections, the power input of the fifth 14 to the connection point of the second 10 and third 11 sections, the power input of the sixth 15 to the connection point of the third 11 and fourth 12 sections. The power input of the seventh bidirectional thyristor key 16 is connected to the beginning of the fourth section 12. The end of the first section 9 of phase A is connected to the power input of the first bidirectional thyristor key 5, and the ends of the first sections of phases B and C are connected respectively to the power inputs of the second 6 and third 7 bi-directional thyristor keys. The control inputs of the fourth 13, fifth 14, sixth 15 and seventh 16 bi-directional thyristor keys of phase A are connected respectively to the fourth (IV), fifth (V), sixth (VI) and seventh (VII) outputs of the control unit 4. Control inputs of four keys 13 , 14, 15 and 16 of phase B are connected to the eighth (VIII), ninth (IX), tenth (X) and eleventh (XI) outputs of the control unit 4. The control inputs of the four keys 13, 14, 15 and 16 of phase C are connected to the twelfth (XII), thirteenth (XIII), fourteenth (XIV) and fifteenth (XV) outputs of the control unit 4.

Коэффициенты трансформации первой 9, второй 10, третьей 11 и четвертой 12 секций вторичных обмоток трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8 равны соответственно: 9,0; 8,1; 7,29 и 5,56.The transformation ratios of the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections of the secondary windings of the three-phase boost transformer 8 are equal, respectively: 9.0; 8.1; 7.29 and 5.56.

Отличительная особенность заявляемого устройства заключается в поддержании допустимого диапазона снижения фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии 1 для широкого диапазона провалов фазных напряжений трехфазного источника питания 3. Применение трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8, вторичные обмотки которого содержат по четыре секции 9, 10, 11, 12 и по четыре двунаправленных тиристорных ключа 13, 14, 15, 16 обеспечивает раздельную вольтодобавку для фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии 1. В результате суммирования фазного напряжения трехфазного источника питания 3 и напряжения одной или одновременно нескольких секций 9-12 поддерживается допустимый диапазон снижения фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии 1. При этом формирование напряжения одной или одновременно нескольких секций 9-12 осуществляется замкнутым состоянием одного из ключей 13-16 по команде с блока управления 4. Кроме того, применение одного трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8 и включение только одного двунаправленного тиристорного ключа в каждой фазе в рабочем и аварийном режимах позволяют снизить ресурсоемкость заявляемого устройства, повысить его надежность и коэффициент полезного действия.A distinctive feature of the claimed device is to maintain an acceptable range of phase voltage reduction of a responsible consumer of electric energy 1 for a wide range of phase voltage dips of a three-phase power source 3. The use of a three-phase boost transformer 8, the secondary windings of which contain four sections 9, 10, 11, 12 and four bidirectional thyristor switches 13, 14, 15, 16 provides a separate voltage supplement for phase voltage of a responsible consumer electric th energy 1. As a result of summing the phase voltage of the three-phase power source 3 and the voltage of one or several sections 9-12 at the same time, the allowable range of phase voltage reduction of the responsible consumer of electric energy 1 is maintained. In this case, the voltage formation of one or several sections 9-12 is carried out in a closed state one of the keys 13-16 on command from the control unit 4. In addition, the use of one three-phase boost transformer 8 and the inclusion of only one double ION thyristor switch in each phase in the operating and fault conditions can reduce resource use of the claimed apparatus, enhance its reliability and efficiency.

Устройство динамического восстановления провалов напряжения для ответственного потребителя электрической энергии 1 работает следующим образом.The device for the dynamic recovery of voltage dips for a responsible consumer of electric energy 1 operates as follows.

Датчики напряжения 2 измеряют значения фазных напряжений трехфазного источника питания 3 и передают их на входы блока управления 4.The voltage sensors 2 measure the phase voltage values of the three-phase power source 3 and transmit them to the inputs of the control unit 4.

Для нормального режима работы устройства снижение фазных напряжений не должно превышать 10% его номинального значения Uн≥Uф>0,9Uн. При этом блок управления 4 формирует следующие сигналы: замкнуть первый 5, второй 6 и третий 7 двунаправленные тиристорные ключи; разомкнуть четвертый 13, пятый 14, шестой 16 и седьмой 16 двунаправленные тиристорные ключи для всех фаз вторичных обмоток трехфазный вольтодобавочный трансформатор 8. При этом фазы a, b и c ответственного потребителя электрической энергии 1 через замкнутые первый 5, второй 6 и третий 7 двунаправленные тиристорные ключи соединены с фазами А, В и С трехфазного источника питания 3. Фазные напряжения ответственного потребителя электрической энергии 1 равны фазным напряжениям трехфазного источника питания 3. При этом снижение фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии 1 не выходит за допустимые пределы Uн≥Uф>0,9Uн. В рассматриваемом режиме, трехфазный вольтодобавочный трансформатор 8 в работе ответственного потребителя электрической энергии 1 не участвует.For the normal operation of the device, the reduction in phase voltage should not exceed 10% of its nominal value Uн≥Uф> 0.9Uн. The control unit 4 generates the following signals: close the first 5, second 6 and third 7 bi-directional thyristor switches; open the fourth 13, fifth 14, sixth 16 and seventh 16 bi-directional thyristor switches for all phases of the secondary windings three-phase boost transformer 8. In this case, phases a , b and c of the responsible consumer of electric energy 1 through closed first 5, second 6 and third 7 bi-directional thyristor the keys are connected to phases A, B and C of the three-phase power source 3. The phase voltages of the responsible consumer of electric energy 1 are equal to the phase voltages of the three-phase power source 3. In this case, the decrease in phase voltages is the answer consumer of electric energy 1 does not go beyond the permissible limits Un>Uf> 0.9 Un. In this mode, a three-phase booster transformer 8 is not involved in the work of a responsible consumer of electric energy 1.

В первом аварийном режиме 0,9Uн≥Uф>0,81Uн снижение фазного напряжения трехфазного источника питания 3, например фазы А, равно или превышает 10% его номинального значения, но не превышает 19%. Снижения фазных напряжений фаз В и С при этом находится в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не превышает 10% его номинального значения. Блок управления 4 формирует следующие сигналы: замкнуть четвертый 13 и разомкнуть первый 5 двунаправленные тиристорные ключи для фазы А. Состояния остальных двунаправленных тиристорных ключей сохраняются неизменными, т.е. ключи 6 и 7 замкнуты, а ключи 14, 15, 16 для фазы А и ключи 13, 14, 15, 16 для каждой из фаз В и С разомкнуты. При этом между фазой а ответственного потребителя электрической энергии 1 и фазой А трехфазного источника питания 3 включена первая секция 9 вторичной обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8. Напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно сумме напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 и напряжения первой секции 9. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,9Uн напряжение первой секции 9 равно 0,1 Uн, так как коэффициент трансформации первой секции 9 равен 9. При этом напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 1,0Uн. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,81 Uн напряжение первой секции 9 равно 0,09 Uн, а напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 0,9 Uн. Таким образом в первом аварийном режиме, когда фазное напряжение фазы А трехфазного источника питания 3 изменяется в диапазоне 0,9Uн≥Uф>0,81Uн фазное напряжение ответственного потребителя электрической энергии 1 изменяется в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не выходит за допустимые пределы 10%. Аналогичные результаты сохраняются для каждой из фаз В и С при их работе в первом аварийном режиме.In the first emergency mode, 0.9Uн≥Uф> 0.81Uн, the phase voltage decrease of the three-phase power supply 3, for example phase A, is equal to or exceeds 10% of its nominal value, but does not exceed 19%. In this case, the decrease in phase voltages of phases B and C is in the range of Un>Uf> 0.9 Un, i.e. does not exceed 10% of its nominal value. The control unit 4 generates the following signals: close the fourth 13 and open the first 5 bidirectional thyristor switches for phase A. The states of the remaining bidirectional thyristor switches are kept unchanged, i.e. keys 6 and 7 are closed, and keys 14, 15, 16 for phase A and keys 13, 14, 15, 16 for each of phases B and C are open. In this case, between phase a of the responsible consumer of electric energy 1 and phase A of the three-phase power supply 3, the first section 9 of the secondary winding of the three-phase boost transformer 8 is turned on. The voltage of phase a of the responsible consumer of electric energy 1 is equal to the sum of the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 and the voltage of the first section 9 .When the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 is reduced to 0.9 Un, the voltage of the first section 9 is 0.1 Un, since the transformation coefficient of the first section 9 is 9. phase and voltage was responsible consumer of electrical energy 1 is 1,0Un. When the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 decreases to 0.81 Un, the voltage of the first section 9 is 0.09 Un, and the voltage of phase a of the responsible consumer of electric energy 1 is 0.9 Un. Thus, in the first emergency mode, when the phase voltage of phase A of the three-phase power supply 3 varies in the range of 0.9 Un>Uf> 0.81 Un, the phase voltage of the responsible consumer of electric energy 1 changes in the range of Un≥U> 0.9 Un, i.e. does not go beyond the permissible limits of 10%. Similar results are saved for each of phases B and C during their operation in the first emergency mode.

Во втором аварийном режиме 0,81Uн≥Uф>0,73Uн снижение фазного напряжения трехфазного источника питания 3, например фазы А, равно или превышает 19% его номинального значения, но не превышает 27%. Снижения фазных напряжений фаз В и С при этом находится в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не превышает 10% его номинального значения. Блок управления 4 формирует следующие сигналы: замкнуть пятый 14 и разомкнуть четвертый 13 двунаправленные тиристорные ключи фазы А. Состояния остальных двунаправленных тиристорных ключей сохраняются неизменными: 5 - разомкнут; 6 и 7 - замкнуты; ключи 15, 16 для фазы А и ключи 13, 14, 15, 16 для фаз В и С разомкнуты. При этом между фазой а ответственного потребителя электрической энергии 1 и фазой А трехфазного источника питания 3 включены первая 9 и вторая 10 секции вторичной обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8. Напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно сумме напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 и напряжений первой 9 и второй 10 секций. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,81 Uн напряжения первой 9 и второй 10 секций равны соответственно 0,09 Uн и 0,1 Uн, так как, коэффициенты трансформации указанных секций 9 и 10 равны соответственно 9 и 8,1. При этом напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 1,0Uн. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,73 Uн напряжения первой 9 и второй 10 секций равны соответственно 0,08 Uн и 0,09 Uн, а напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 0,9 Uн. Таким образом, во втором аварийном режиме, когда фазное напряжение фазы А трехфазного источника питания 3 изменяется в диапазоне 0,8Uн≥Uф>0,73Uн фазное напряжение ответственного потребителя электрической энергии 1 изменяется в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не выходит за допустимые пределы 10%. Аналогичные результаты сохраняются для каждой из фаз В и С при их работе во втором аварийном режиме.In the second emergency mode, 0.81Uн≥Uф> 0.73Uн, the phase voltage reduction of the three-phase power supply 3, for example phase A, is equal to or exceeds 19% of its nominal value, but does not exceed 27%. In this case, the decrease in phase voltages of phases B and C is in the range of Un>Uf> 0.9 Un, i.e. does not exceed 10% of its nominal value. The control unit 4 generates the following signals: close the fifth 14 and open the fourth 13 bi-directional thyristor keys of phase A. The states of the remaining bi-directional thyristor keys remain unchanged: 5 - open; 6 and 7 are closed; the keys 15, 16 for phase A and the keys 13, 14, 15, 16 for phases B and C are open. In this case, between phase a of the responsible consumer of electric energy 1 and phase A of the three-phase power supply 3, the first 9 and second 10 sections of the secondary winding of the three-phase boost transformer 8 are turned on. The voltage of phase a of the responsible consumer of electric energy 1 is equal to the sum of the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 and voltages first 9 and second 10 sections. When the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 decreases to 0.81 Un, the voltage of the first 9 and second 10 sections are 0.09 Un and 0.1 Un, respectively, since the transformation ratios of these sections 9 and 10 are 9 and 8.1, respectively . The voltage and phase responsible consumer of electrical energy 1 is 1,0Un. When the phase A voltage of the three-phase power supply 3 is reduced to 0.73 Un, the voltages of the first 9 and second 10 sections are 0.08 Un and 0.09 Un, respectively, and the phase a voltage of the responsible consumer of electric energy 1 is 0.9 Un. Thus, in the second emergency mode, when the phase voltage of phase A of the three-phase power supply 3 changes in the range 0.8Un≥Uf> 0.73Un, the phase voltage of the responsible consumer of electric energy 1 changes in the range Un≥Uf> 0.9Un, i.e. . does not go beyond the permissible limits of 10%. Similar results are saved for each of phases B and C during their operation in the second emergency mode.

В третьем аварийном режиме 0,73 Uн≥Uф>0,66Uн снижение фазного напряжения трехфазного источника питания 3, например фазы А, равно или превышает 27% его номинального значения, но не превышает 34%. Снижения фазных напряжений фаз В и С при этом находится в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не превышает 10% его номинального значения. Блок управления 4 формирует следующие сигналы: замкнуть шестой 15 и разомкнуть пятый 14 двунаправленные тиристорные ключи фазы А. Состояния остальных двунаправленных тиристорных ключей сохраняются неизменными: 5 - разомкнут; 6 и 7 - замкнуты; ключи 13, 16 для фазы A и ключи 13, 14, 15, 16 для фаз В и С разомкнуты. При этом между фазой а ответственного потребителя электрической энергии 1 и фазой А трехфазного источника питания 3 включены первая 9, вторая 10 и третья 11 секции вторичной обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8. Напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно сумме напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 и напряжений первой 9, второй 10 и третьей 11 секций. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,73 Uн напряжения первой 9, второй 10 и третьей 11 секций равны соответственно 0,08 Uн, 0,09 Uн и 0,1 Uн, так как, коэффициенты трансформации указанных секций 9, 10 и 11 равны соответственно 9, 8,1 и 7,29. При этом напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 1,0 Uн. При снижении напряжения фазы A трехфазного источника питания 3 до 0,66 Uн напряжения первой 9, второй 10 и третьей 11 секций равны соответственно 0,073 Uн, 0,08 Uн и 0,09 Uн, а напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 0,9 Uн. Таким образом, в третьем аварийном режиме, когда фазное напряжение фазы А трехфазного источника питания 3 изменяется в диапазоне 0,73Uн≥Uф>0,66Uн фазное напряжение ответственного потребителя электрической энергии 1 изменяется в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не выходит за допустимые пределы 10%. Аналогичные результаты сохраняются для каждой из фаз В и С при их работе в третьем аварийном режиме.In the third emergency mode, 0.73 Un>Uf> 0.66 Un reducing the phase voltage of the three-phase power supply 3, for example phase A, is equal to or exceeds 27% of its nominal value, but does not exceed 34%. In this case, the decrease in phase voltages of phases B and C is in the range of Un>Uf> 0.9 Un, i.e. does not exceed 10% of its nominal value. The control unit 4 generates the following signals: close the sixth 15 and open the fifth 14 bidirectional thyristor keys of phase A. The states of the remaining bidirectional thyristor keys remain unchanged: 5 - open; 6 and 7 are closed; the keys 13, 16 for phase A and the keys 13, 14, 15, 16 for phases B and C are open. Moreover, between phase a of the responsible consumer of electric energy 1 and phase A of the three-phase power supply 3, the first 9, second 10 and third 11 sections of the secondary winding of the three-phase boost transformer 8 are turned on. The voltage of phase a of the responsible consumer of electric energy 1 is equal to the sum of the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 and voltages of the first 9, second 10 and third 11 sections. When the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 decreases to 0.73 Un, the voltages of the first 9, second 10 and third 11 sections are equal to 0.08 Un, 0.09 Un and 0.1 Un, respectively, since the transformation ratios of these sections 9, 10 and 11 are equal to 9, 8.1 and 7.29, respectively. In this case, the phase voltage a of the responsible consumer of electric energy 1 is 1.0 Un. When the voltage of phase A of the three-phase power supply 3 decreases to 0.66 Un, the voltages of the first 9, second 10, and third 11 sections are equal to 0.073 Un, 0.08 Un, and 0.09 Un, respectively, and the phase voltage a of the responsible consumer of electric energy 1 is 0 , 9 Un. Thus, in the third emergency mode, when the phase voltage of phase A of the three-phase power source 3 changes in the range 0.73Uн≥Uф> 0.66Uн, the phase voltage of the responsible consumer of electric energy 1 changes in the range UnнUU> 0.9Uн, i.e. . does not go beyond the permissible limits of 10%. Similar results are saved for each of phases B and C during their operation in the third emergency mode.

В четвертом аварийном режиме 0,66Uн≥Uф>0,59Uн снижение фазного напряжения трехфазного источника питания 3, например фазы А, равно или превышает 34% его номинального значения, но не превышает 41%. Снижения фазных напряжений фаз В и С при этом находится в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не превышает 10% его номинального значения. Блок управления 4 формирует следующие сигналы: замкнуть шестой 16 и разомкнуть пятый 15 двунаправленные тиристорные ключи фазы А. Состояния остальных двунаправленных тиристорных ключей сохраняются неизменными: 5 - разомкнут; 6 и 7 - замкнуты; ключи 13, 14 для фазы А и ключи 13, 14, 15, 16 для фаз В и С разомкнуты. При этом между фазой а ответственного потребителя электрической энергии 1 и фазой А трехфазного источника питания 3 включены первая 9, вторая 10, третья 11 и четвертая 12 секции вторичной обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора 8. Напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно сумме напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 и напряжений первой 9, второй 10, третьей 11 и четвертой 12 секций. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,66 Uн напряжения первой 9, второй 10, третьей 11 и четвертой 12 секций равны соответственно 0,073 Uн, 0,081 Uн, 0,09 Uн и 0,1 Uн, так как, коэффициенты трансформации указанных секций 9, 10, 11 и 12 равны соответственно 9, 8,1, 7,29 и 6,56. При этом напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 0,1 Uн. При снижении напряжения фазы А трехфазного источника питания 3 до 0,59 Uн напряжения первой 9, второй 10, третьей 11 и четвертой 12 секций равны соответственно 0,066 Uн, 0,073 Uн, 0,08l Uн и 0,09 Uн, а напряжение фазы а ответственного потребителя электрической энергии 1 равно 0,9 Uн. Таким образом, в четвертом аварийном режиме, когда фазное напряжение фазы А трехфазного источника питания 3 изменяется в диапазоне 0,66 Uн≥Uф>0,59Uн фазное напряжение ответственного потребителя электрической энергии 1 изменяется в диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн, т.е. не выходит за допустимые пределы 10%. Аналогичные результаты сохраняются для каждой из фаз В и С при их работе в четвертом аварийном режиме.In the fourth emergency mode, 0.66Uн≥Uф> 0.59Uн, the decrease in the phase voltage of the three-phase power supply 3, for example phase A, is equal to or exceeds 34% of its nominal value, but does not exceed 41%. In this case, the decrease in phase voltages of phases B and C is in the range of Un>Uf> 0.9 Un, i.e. does not exceed 10% of its nominal value. The control unit 4 generates the following signals: close the sixth 16 and open the fifth 15 bidirectional thyristor keys of phase A. The states of the remaining bidirectional thyristor keys remain unchanged: 5 - open; 6 and 7 are closed; the keys 13, 14 for phase A and the keys 13, 14, 15, 16 for phases B and C are open. Moreover, between phase a of the responsible consumer of electric energy 1 and phase A of the three-phase power supply 3, the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections of the secondary winding of the three-phase boost transformer 8 are turned on. The voltage of phase a of the responsible consumer of electric energy 1 is equal to the sum of the voltage of phase A three-phase power supply 3 and voltages of the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections. When the phase A voltage of the three-phase power supply 3 is reduced to 0.66 Un, the voltages of the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections are equal to 0.073 Un, 0.081 Un, 0.09 Un and 0.1 Un, respectively, since the transformation coefficients said sections 9, 10, 11 and 12 are equal to 9, 8.1, 7.29 and 6.56, respectively. The voltage and phase responsible consumer electric power 1 equal to 0.1 Un. When the voltage of phase A three-phase power source 3 to the first voltage Un 0.59 9, second 10, third 11 and fourth 12 sections are respectively equal to 0.066 Un, Un 0.073, 0,08l 0.09 Un and Un, and the voltage phase and responsible electrical energy consumer 1 is equal to 0.9 Un. Thus, in the fourth emergency mode, when the phase voltage of phase A of the three-phase power supply 3 changes in the range 0.66 Un>Uf> 0.59 Un, the phase voltage of the responsible consumer of electric energy 1 changes in the range Un>Un> 0.9 Un, t. e. does not go beyond the permissible limits of 10%. Similar results are saved for each of phases B and C during their operation in the fourth emergency mode.

При несимметричном провале фазных напряжений трехфазного источника питания 3, когда фазные напряжения существенно отличаются друг от друга, заявляемое устройство позволяет раздельно для каждой фазы а, в и с ответственного потребителя электрической энергии 1 обеспечить регулирование фазного напряжения в заданном диапазоне Uн≥Uф>0,9Uн.With an asymmetric dip in the phase voltages of the three-phase power source 3, when the phase voltages are significantly different from each other, the claimed device allows separately for each phase a , b and c of the responsible consumer of electric energy 1 to provide phase voltage regulation in a given range of Un>Uf> 0.9 Un .

После исчезновения провала фазных напряжений трехфазного источника питания 3, вызванный кратковременным однофазным или двухфазным коротким замыканием, запуском мощного двигателя или подключением мощного потребителя электрической энергии с резкопеременной нагрузкой заявляемое устройство динамического восстановления провалов напряжения переходит в нормальный режим работы.After the disappearance of the phase voltage drop of the three-phase power source 3, caused by a short-term single-phase or two-phase short circuit, the start of a powerful motor or the connection of a powerful consumer of electric energy with a rapidly changing load, the claimed device for the dynamic restoration of voltage dips goes into normal operation.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет поддержать допустимый диапазон снижения фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии при кратковременных и длительных, симметричных и несимметричных провалах напряжения источника питания. Применение трехфазного вольтодобавочного трансформатора, вторичные обмотки которого содержат четыре секции, снабженные двунаправленными тиристорными ключами обеспечивает раздельную вольтодобавку для фазных напряжений ответственного потребителя электрической энергии. Кроме того, наличие одного трехфазного вольтодобавочного трансформатора, включение одного ключа в фазе, как в рабочем, так и аварийном режимах позволяют снизить ресурсоемкость устройства, повысить его надежность и коэффициент полезного действия.Thus, the inventive device allows you to maintain an acceptable range of reduction of phase voltage of a responsible consumer of electric energy for short-term and long-term, symmetrical and asymmetrical voltage dips of the power source. The use of a three-phase booster transformer, the secondary windings of which contain four sections, equipped with bi-directional thyristor switches, provides a separate booster for phase voltages of a responsible consumer of electric energy. In addition, the presence of one three-phase booster transformer, the inclusion of one key in phase, both in operating and emergency modes, can reduce the resource consumption of the device, increase its reliability and efficiency.

Claims

A device for the dynamic restoration of voltage dips for a responsible consumer of electric energy, containing three phase voltage sensors, the inputs of which are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of the three-phase power source, and the outputs are connected to the control unit, the first, second and third outputs of which are connected to the control the inputs of the first, second and third bidirectional thyristor keys, respectively, the power inputs of these keys are connected respectively to the terminals of phases A, B and C of a three-phase power source and the power outputs of bidirectional thyristor switches to the corresponding terminals of phases a, b and c of the responsible consumer of electric energy, and a three-phase booster transformer, characterized in that the primary windings of a three-phase booster transformer are connected to a star, and the beginning of the windings are connected to the corresponding terminals of the phases A , B and C of a three-phase power supply, and each of the three secondary windings of a three-phase boost transformer contains a first, second, third ew and fourth sections, which are equipped with fourth, fifth, sixth and seventh bidirectional thyristor keys, respectively, the power outputs of these keys are connected to a common point, which is connected to the power output of the first bidirectional thyristor key for phase A keys, and for phase B and C keys to the power outputs of the second and third bidirectional thyristor keys, respectively, while the power input of the fourth bidirectional thyristor key is connected to the connection point of the first and second sections, the power input of the fifth - to the connection point of the second and third sections, the power input of the sixth - to the connection point of the third and fourth sections, the power input of the seventh bidirectional thyristor key is connected to the beginning of the fourth section, the end of the first section of phase A is connected to the power input of the first bidirectional thyristor key, and the ends of the first sections of phases B and C are connected respectively to the power inputs of the second and third bidirectional thyristor keys, the control inputs of the fourth, fifth, sixth and seventh bidirectional thyristor keys of phase A sub assigned to the fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit, the control inputs of the four phase B keys are connected to the eighth, ninth, tenth and eleventh outputs of the control unit, and the control inputs of the four phase C keys are connected to the twelfth, thirteenth, fourteenth and fifteenth outputs control unit.