[go: up one dir, main page]

RU202818U1 - Voltage dips compensation device - Google Patents

Voltage dips compensation device Download PDF

Info

Publication number
RU202818U1
RU202818U1 RU2020132984U RU2020132984U RU202818U1 RU 202818 U1 RU202818 U1 RU 202818U1 RU 2020132984 U RU2020132984 U RU 2020132984U RU 2020132984 U RU2020132984 U RU 2020132984U RU 202818 U1 RU202818 U1 RU 202818U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
compensation
active rectifier
controlled inverter
consumer
Prior art date
Application number
RU2020132984U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Александрович Князев
Сергей Викторович Гаврилов
Игорь Витальевич Швыров
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority to RU2020132984U priority Critical patent/RU202818U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU202818U1 publication Critical patent/RU202818U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic 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
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/12Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
    • G05F1/24Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using bucking or boosting transformers as final control devices
    • G05F1/26Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using bucking or boosting transformers as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
    • G05F1/30Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using bucking or boosting transformers as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load

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

Настоящая полезная модель относится к области электротехники и может быть реализована в виде устройства, устанавливаемого на питающем вводе оборудования для компенсации провалов питающего напряжения.Устройство компенсации провалов напряжения включает вольтодобавочный трансформатор, одна из обмоток высокого напряжения которого подключена к управляемому инвертору, а другая обмотка низкого напряжения подключена в сеть между питающей сетью и потребителем.Активный выпрямитель напрямую подключен в цепь потребителя.Между управляемым инвертором и активным выпрямителем в звено постоянного тока подключен накопитель энергии, обеспечивающий компенсацию средних и глубоких провалов напряжения питающей сети.Система управления, на основании информации о значениях напряжения в точках подключения устройства компенсации провалов напряжения к питающей сети и к потребителю, посредством воздействия на контактор, управляемый инвертор и активный выпрямитель, осуществляет переключения между режимами.Устройство компенсации провалов напряжения обеспечивает возможность работы как минимум в трех режимах, а именно компенсация неглубоких провалов напряжения, компенсация провалов напряжения средней глубины и компенсация глубоких провалов напряжения.This utility model relates to the field of electrical engineering and can be implemented in the form of a device installed at the supply input of equipment to compensate for supply voltage dips. The voltage dips compensation device includes a booster transformer, one of the high voltage windings of which is connected to a controlled inverter, and the other low voltage winding connected to the network between the supply network and the consumer. The active rectifier is directly connected to the consumer circuit. Between the controlled inverter and the active rectifier, an energy storage device is connected to the DC link, which provides compensation for medium and deep voltage drops in the supply network. Control system, based on information about voltage values at the points of connection of the voltage dip compensation device to the supply network and to the consumer, by acting on the contactor, controlled inverter and active rectifier, it switches between modes. voltage dip compensation provides the ability to work in at least three modes, namely, compensation for shallow voltage drops, compensation for medium-depth voltage dips and compensation for deep voltage dips.

Description

Настоящая полезная модель относится к области электротехники и может быть реализована в виде устройства, устанавливаемого на питающем вводе оборудования для компенсации провалов питающего напряжения.The present utility model relates to the field of electrical engineering and can be implemented in the form of a device installed at the supply input of the equipment to compensate for supply voltage dips.

Известен трансформаторно-тиристорный компенсатор отклонений напряжения и реактивной мощности (Патент на ИЗ РФ №/2158953 от 10.11.2000 H02J 3/00),Known transformer-thyristor compensator for voltage and reactive power deviations (Patent for FROM RF № / 2158953 from 10.11.2000 H02J 3/00),

Компенсатор содержит датчик реактивной мощности сети и датчик отклонения напряжения нагрузки, первый и второй трехфазные инверторы напряжения с индивидуальными для них системами управления, первый и второй трехфазные вольтодобавочные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь нагрузки, а их вторичные обмотки соответственно подключены к выходам первого и второго трехфазных инверторов напряжения, при этом входы первого и второго трехфазного инверторов напряжения объединены и через трехфазный рекуперативный выпрямитель подключены к нагрузке, в состав трехфазного рекуперативного выпрямителя входит вентильный блок с системой управления, трехфазный автомат и выходной индуктивно-емкостный фильтр, а управляющий вход системы управления первым трехфазным инвертором напряжения подключен к выходу датчика реактивной мощности сети.The compensator contains a network reactive power sensor and a load voltage deviation sensor, the first and second three-phase voltage inverters with individual control systems, the first and second three-phase booster transformers, the primary windings of which are connected in series and included in the load circuit, and their secondary windings are respectively connected to outputs of the first and second three-phase voltage inverters, while the inputs of the first and second three-phase voltage inverters are combined and connected to the load through a three-phase recuperative rectifier, the three-phase recuperative rectifier includes a valve block with a control system, a three-phase automatic device and an output inductive-capacitive filter, and a control the input of the control system for the first three-phase voltage inverter is connected to the output of the reactive power sensor of the network.

Недостатком устройства является невозможность поддержания напряжения в нагрузке при пропадании напряжения в сети, ограниченный диапазон компенсации реактивной мощности, низкое быстродействие, высокие гармонические искажения, вследствие работы тиристоров, наличие более двух электронных силовых блоков соизмеримой мощности, наличие двух вольтодобавочных трансформаторов.The disadvantage of the device is the impossibility of maintaining the voltage in the load in the event of a voltage failure in the network, a limited range of reactive power compensation, low speed, high harmonic distortion due to the operation of thyristors, the presence of more than two electronic power units of comparable power, the presence of two voltage boost transformers.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ДИНАМИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР НАПРЯЖЕНИЙ по патенту на изобретение РФ №2656372 от 05.06.2018 г., H02J 3/00The closest in technical essence and the achieved result is the DYNAMIC VOLTAGE COMPENSATOR under the patent for invention of the Russian Federation No. 2656372 dated 06/05/2018, H02J 3/00

Вольтодобавочный трансформатор динамического компенсатора напряжений выполнен с возможностью работы по меньшей мере в двух рабочих режимах. В одном из которых по меньшей мере одна обмотка высокого напряжения подключена к управляемому инвертору, а другая обмотка или группа обмоток включена последовательно в сеть между источником тока и потребителем. При этом во втором из возможных режимов работы низковольтные обмотки вольтодобавочного трансформатора, перекоммутируемые посредством, по меньшей мере одного управляемого коммутационного устройства, соединены в электрическую схему с возможностью обеспечения работы вольтодобавочного трансформатора без подключения к питающей сети, при этом инвертор соединен со звеном накопления и передачи энергии с возможностью питания вольтодобавочного трансформатора.The booster transformer of the dynamic voltage compensator is configured to operate in at least two operating modes. In one of which at least one high voltage winding is connected to a controlled inverter, and another winding or group of windings is connected in series to the network between the current source and the consumer. At the same time, in the second of the possible modes of operation, the low-voltage windings of the booster transformer, which are switched by means of at least one controlled switching device, are connected to an electrical circuit with the possibility of ensuring the operation of the booster transformer without being connected to the mains, while the inverter is connected to the energy storage and transmission link with the possibility of supplying a booster transformer.

К недостаткам данного технического решения следует отнести завышение мощности вольтодобавочного трансформатора, так как в режиме полного пропадания питающей сети, вся мощность от накопителя энергии будет передаваться через вольтодобавочный трансформатор, а также, отсутствие цепи питания накопительного блока при глубоких провалах напряжения (до 20% номинального напряжения).The disadvantages of this technical solution include the overestimation of the power of the booster transformer, since in the mode of complete loss of the supply network, all the power from the energy storage will be transmitted through the booster transformer, as well as the lack of a power supply circuit of the storage unit with deep voltage dips (up to 20% of the nominal voltage ).

Технической проблемой является создание устройства компенсации провалов напряжения, которое обеспечивает возможность работы, как минимум в трех режимах, а именно компенсация неглубоких провалов напряжения, компенсацию провалов напряжения средней глубины и компенсация глубоких провалов напряжения.A technical problem is the creation of a voltage dip compensation device that provides the ability to operate in at least three modes, namely, compensation for shallow voltage drops, compensation for medium-depth voltage dips and compensation for deep voltage dips.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение работы устройства в дополнительном режиме компенсации средних провалов напряжения.The technical result of the utility model is to ensure the operation of the device in an additional mode of compensation for average voltage dips.

Техническая проблема решается и технический результат достигается тем, что устройство компенсации провалов напряжения включает вольтодобавочный трансформатор, одна из обмоток высокого напряжения которого подключена к управляемому инвертору, а другая обмотка низкого напряжения подключена в сеть между питающей сетью и потребителем.The technical problem is solved and the technical result is achieved by the fact that the voltage dip compensation device includes a booster transformer, one of the high voltage windings of which is connected to a controlled inverter, and the other low voltage winding is connected to the network between the supply network and the consumer.

Активный выпрямитель напрямую подключен в цепь потребителя.The active rectifier is directly connected to the consumer circuit.

Между управляемым инвертором и активным выпрямителем, в звено постоянного тока подключен накопитель энергии, обеспечивающий компенсацию средних и глубоких провалов напряжения питающей сети.An energy storage device is connected to the DC link between the controlled inverter and the active rectifier, which compensates for medium and deep voltage drops in the supply network.

Устройство связано с системой управления, с возможностью воздействия на быстродействующий контактор. На основании информации о значениях напряжения в точках подключения устройства компенсации провалов напряжения к питающей сети и к потребителю, посредством воздействия на контактор, управляемый инвертор и активный выпрямитель, осуществляет переключения между режимами.The device is connected to the control system, with the possibility of acting on the high-speed contactor. Based on the information about the voltage values at the connection points of the voltage drop compensation device to the supply network and to the consumer, by acting on the contactor, controlled inverter and active rectifier, it switches between modes.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства компенсации провалов напряжения, гдеFIG. 1 shows a block diagram of a voltage dip compensation device, where

вольтодобавочный трансформатор ВДТ - 1;booster transformer VDT - 1;

контактор К - 2;contactor K - 2;

накопитель энергии - 3energy storage device - 3

управляемый инвертор - 4controlled inverter - 4

активный выпрямитель - 5active rectifier - 5

выключатели QF1, QF2, QF3 - 6,7,8switches QF1, QF2, QF3 - 6,7,8

система управления - 9control system - 9

Устройство компенсации провалов напряжения содержит:The voltage dip compensation device contains:

Контактор К (2) - подключен между питающей сетью и обмоткой низкого напряжения ВДТ (1);Contactor K (2) - connected between the supply network and the low voltage winding of the RCCB (1);

ВДТ (1), одна обмотка подключена через быстродействующий контактор К между питающей сетью и потребителем, а другая обмотка подключена к управляемому инвертору (4);VDT (1), one winding is connected through a high-speed contactor K between the supply network and the consumer, and the other winding is connected to a controlled inverter (4);

Выключатели QF2, QF3 (7, 8) - входной и выходной выключатель соответственно, для подключения питающей сети и потребителя к устройству.Switches QF2, QF3 (7, 8) - input and output switches, respectively, for connecting the supply network and the consumer to the device.

Выключатель QF1 (6) - выключатель в обходной цепи (байпас). Работа устройства компенсации провалов напряженияCircuit breaker QF1 (6) is a bypass circuit breaker. Voltage dips compensation device operation

В нормальном режиме или режиме ожидания включен контактор (2) и выключатели (7, 8); выключатель (6) - отключен;In normal or standby mode, the contactor (2) and the switches (7, 8) are on; switch (6) - off;

При неглубоких провалах напряжения при включенном контакторе (2), происходит включение управляемого инвертора (4) и активного выпрямителя (3), посредством чего, через цепь активный выпрямитель (5) - управляемый инвертор (4) - ВДТ (1) в сеть к потребителю происходит добавка напряжения для поддержания напряжения на номинальном уровне неограниченно по времени;With shallow voltage drops when the contactor (2) is on, the controlled inverter (4) and the active rectifier (3) are switched on, whereby, through the circuit, the active rectifier (5) - controlled inverter (4) - RCCB (1) into the network to the consumer voltage is added to maintain the voltage at the nominal level indefinitely;

При средних по глубине провалах напряжения при включенном контакторе (2), происходит включение управляемого инвертора (4) и активного выпрямителя (3), посредством чего, через цепь активный выпрямитель (5) - накопитель энергии (3) - управляемый инвертор (4) - ВДТ (1) в сеть к потребителю происходит добавка напряжения для поддержания напряжения на номинальном уровне в течение времени, ограниченного емкостью накопителей энергии;With medium-deep voltage dips with the contactor (2) on, the controlled inverter (4) and the active rectifier (3) are switched on, whereby, through the circuit, the active rectifier (5) - energy storage (3) - controlled inverter (4) - RCCB (1) voltage is added to the network to the consumer to maintain the voltage at the nominal level for a time limited by the capacity of the energy storage units;

При глубоких провалах напряжения происходит отключение контактора (2) и включение активного выпрямителя (5), посредством чего, через цепь накопитель энергии (3) - активный выпрямитель (5) - выключатель (8) осуществляется питание потребителя на номинальном напряжении в течение времени, ограниченного емкостью накопителей энергии.In case of deep voltage dips, the contactor (2) is disconnected and the active rectifier (5) is turned on, whereby, through the energy storage circuit (3) - active rectifier (5) - switch (8), the consumer is powered at rated voltage for a time limited capacity of energy storage.

Таким образом, разработанное устройство компенсации провалов напряжения имеет возможность работы, как минимум в трех режимах:Thus, the developed voltage dip compensation device can operate in at least three modes:

- компенсация неглубоких провалов напряжения через цепь активный выпрямитель (5) - управляемый инвертор (4) - ВДТ (1);- compensation of shallow voltage drops through the active rectifier circuit (5) - controlled inverter (4) - RCCB (1);

- компенсация провалов напряжения средней глубины через цепь активный выпрямитель (5) - накопитель энергии (3) - управляемый инвертор (4) - ВДТ(1);- compensation of voltage dips of average depth through the active rectifier circuit (5) - energy storage (3) - controlled inverter (4) - VDT (1);

- компенсация глубоких провалов напряжения через цепь накопитель энергии (3) - активный выпрямитель (5) - выключатель (8).- compensation of deep voltage drops through the energy storage circuit (3) - active rectifier (5) - switch (8).

Claims (1)

Устройство компенсации провалов напряжения, характеризующееся наличием вольтодобавочного трансформатора, одна из обмоток высокого напряжения которого подключена к управляемому инвертору, а другая обмотка низкого напряжения подключена в сеть между питающей сетью и потребителем, активный выпрямитель напрямую подключен в цепь потребителя, устройство характеризуется также наличием накопителя энергии, обеспечивающего компенсацию средних и глубоких провалов напряжения питающей сети, подключенного в звено постоянного тока между управляемым инвертором и активным выпрямителем, при этом контактор, управляемый инвертор и активный выпрямитель выполнены с возможностью приема команд от системы управления для обеспечения переключений между режимами работы устройства.A voltage dip compensation device, characterized by the presence of a booster transformer, one of the high voltage windings of which is connected to a controlled inverter, and the other low voltage winding is connected to the network between the supply network and the consumer, the active rectifier is directly connected to the consumer circuit, the device is also characterized by the presence of an energy storage device, providing compensation for medium and deep voltage dips in the supply network connected to the DC link between the controlled inverter and the active rectifier, while the contactor, the controlled inverter and the active rectifier are configured to receive commands from the control system to ensure switching between the device operation modes.
RU2020132984U 2020-10-07 2020-10-07 Voltage dips compensation device RU202818U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132984U RU202818U1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Voltage dips compensation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132984U RU202818U1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Voltage dips compensation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU202818U1 true RU202818U1 (en) 2021-03-09

Family

ID=74857378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132984U RU202818U1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Voltage dips compensation device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU202818U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5905367A (en) * 1998-05-21 1999-05-18 Siemens Westinghouse Power Corporation Power inverter apparatus using a transformer with its primary winding connected the source end and a secondary winding connected to the load end of an AC power line to insert series compensation
RU2158953C1 (en) * 1999-06-16 2000-11-10 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Transformer-thyristor voltage and reactive-power corrector
RU2393611C1 (en) * 2009-05-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Device of dynamic recovery of voltage dips
RU153407U1 (en) * 2014-11-28 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" DEVICE FOR DYNAMIC RECOVERY OF VOLTAGE DROPS FOR A RESPONSIBLE CONSUMER OF ELECTRIC ENERGY
RU2656372C1 (en) * 2017-08-11 2018-06-05 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Dynamic voltage compensator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5905367A (en) * 1998-05-21 1999-05-18 Siemens Westinghouse Power Corporation Power inverter apparatus using a transformer with its primary winding connected the source end and a secondary winding connected to the load end of an AC power line to insert series compensation
RU2158953C1 (en) * 1999-06-16 2000-11-10 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Transformer-thyristor voltage and reactive-power corrector
RU2393611C1 (en) * 2009-05-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Device of dynamic recovery of voltage dips
RU153407U1 (en) * 2014-11-28 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" DEVICE FOR DYNAMIC RECOVERY OF VOLTAGE DROPS FOR A RESPONSIBLE CONSUMER OF ELECTRIC ENERGY
RU2656372C1 (en) * 2017-08-11 2018-06-05 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Dynamic voltage compensator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ruiz et al. Surveying solid-state transformer structures and controls: Providing highly efficient and controllable power flow in distribution grids
CN108183486B (en) A flexible multi-state switch and its control method
Raza et al. Intra-and inter-phase power management and control of a residential microgrid at the distribution level
US6104102A (en) Multi-quality electric power supply apparatus
CN112117767A (en) Power supply and distribution system based on multi-station integration
JP2019161706A (en) Power transfer system
Zhang et al. Droop control of a bipolar dc microgrid for load sharing and voltage balancing
TWM501038U (en) Power grid system to improve power supply efficiency
RU2656372C1 (en) Dynamic voltage compensator
CN112615388A (en) Medium-high voltage power supply quality unified regulator containing distributed energy storage units
Ioris et al. A microgrid islanding performance study considering time delay in island detection
US11515724B1 (en) Electrical unit and backup power system
RU202818U1 (en) Voltage dips compensation device
Kotb et al. A study on the control of a hybrid MTDC system supplying a passive network
EP2999077A1 (en) An energy management device and an electrical installation
RU201614U1 (en) Voltage dip compensation device
Dey et al. A Modular DC-DC Converter as a Hybrid Interlink between Monopolar VSC and Bipolar LCC-Based HVDC Links and Fault Management
CN213461230U (en) Intelligent flexible power supply switching device
Dey et al. Monopolar operation of modular multilevel dc-dc converter based hybrid bipolar hvdc links
Shrivastava et al. Overview strategy of wind farm in VSC-HVDC power transmission
CN206894347U (en) Coal feeder control power supply
Hamzeh A new power sharing method for improving power management in DC microgrid with power electronic interfaced distributed generations
JP2022142483A (en) Voltage control inverter, power source device, and control method
Abuhilaleh et al. Distributed control and power management strategy for parallel bidirectional power converters in hybrid microgrids
Dhir et al. A review of microgrid control strategies