RU2416874C2 - Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line - Google Patents

Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2416874C2
RU2416874C2 RU2009108721/09A RU2009108721A RU2416874C2 RU 2416874 C2 RU2416874 C2 RU 2416874C2 RU 2009108721/09 A RU2009108721/09 A RU 2009108721/09A RU 2009108721 A RU2009108721 A RU 2009108721A RU 2416874 C2 RU2416874 C2 RU 2416874C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
phase
input
line
bridge
Prior art date
Application number
RU2009108721/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009108721A (en
Inventor
Клавдий Иосифович Гутин (RU)
Клавдий Иосифович Гутин
Северьян Александрович Цагарейшвили (RU)
Северьян Александрович Цагарейшвили
Анатолий Васильевич Тихомиров (RU)
Анатолий Васильевич Тихомиров
Юрий Михайлович Антонов (RU)
Юрий Михайлович Антонов
Original Assignee
Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
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 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) filed Critical Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
Priority to RU2009108721/09A priority Critical patent/RU2416874C2/en
Publication of RU2009108721A publication Critical patent/RU2009108721A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2416874C2 publication Critical patent/RU2416874C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: amplitude of signal current introduced to phases BC of 0.4 kV line to be compared in prototype and in the proposed method is the same and is equal to Im=17A. The result is achieved by the fact that to the proposed generator containing 10/0.4 kV transformer the low-voltage windings of which are connected to input of double-wave rectifier bridge (bridge), resistor the second output of which is connected to the first input of controlled key, the first, the second capacitors, there introduced is air inductance coil the first output of which is connected to output of controlled key and the first armature of the second capacitor, the second armature of which is connected to phase B of 0.4 kV line, the second output of air inductance coil is connected to negative bus of bridge and to the first armature of the first capacitor, the second armature of which is connected to phase C of 0.4 kV line, and positive bus of bridge is connected to the first output of resistor.
EFFECT: consumption of power is reduced by 2,8 times without using air transformer.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазных линий электропередачи (0,4-35) кВ без обработки их высокочастотными заградителями.The invention relates to the field of electrical engineering and can find application in organizing communication channels using three-phase power lines (0.4-35) kV without processing them with high-frequency chokes.

Достигаемый технический результат - снижение потребляемой мощности из линии 0,4 кВ в 2,8 раза.Achievable technical result - reduction of power consumption from the 0.4 kV line by 2.8 times.

Известен «Генератор Цагарейшвили С.А. ввода токов сигналов в трехфазную электрическую сеть.» RU 2224370 С2 от 20.02.2004 г. Бюл. №5. Данный генератор имеет недостаток - большую мощность потребления из сети 0,4 кВ.The famous "Generator Tsagareishvili S.A. input signal currents into a three-phase electric network. "RU 2224370 C2 from 02.20.2004, Bull. No. 5. This generator has a drawback - high power consumption from the network of 0.4 kV.

Известен также «Генератор Гутина К.И. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи», который принят за прототип. RU 2224366 С2 от 20.02.2004 г. Бюл. №5.Also known "Generator Gutina K.I. input signal currents into a three-phase power line ", which is taken as a prototype. RU 2224366 C2 of February 20, 2004, Bull. No. 5.

Недостатки прототипаThe disadvantages of the prototype

1. Большая мощность, потребляемая из сети 0,4 кВ.1. Large power consumed from the 0.4 kV network.

2. Наличие воздушного трансформатора, который развязывает цепи линии 0,4 кВ от цепей выпрямленного постоянного напряжения трехфазным мостом (мост). Следует отметить, что в воздушном трансформаторе трудно технологически получить коэффициент связи между первичной и вторичной обмотками, близкими к единице.2. The presence of an air transformer that decouples the 0.4 kV line circuit from the rectified DC voltage circuits by a three-phase bridge (bridge). It should be noted that in an air transformer it is difficult to technologically obtain a coupling coefficient between the primary and secondary windings close to unity.

В предлагаемом техническом предложении снижена мощность потребления в 2,8 раза без применения воздушного трансформатора. Амплитуды тока сигнала, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ для сравнения в прототипе и в изобретении, приняты одинаковыми и равными Im=17 А.In the proposed technical proposal, the power consumption is reduced by 2.8 times without the use of an air transformer. The amplitudes of the signal current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line for comparison in the prototype and in the invention are taken to be the same and equal to I m = 17 A.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение потребляемой мощности из сети 0,4 кВ в 2,8 раза.The task of the invention is to reduce power consumption from a 0.4 kV network by 2.8 times.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемый генератор ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи, содержащий трансформатор, низковольтные обмотки которого подключены к входу двухполупериодного выпрямительного моста, резистор, второй вывод которого подключен к первому входу управляемого ключа, первый и второй конденсаторы, введена воздушная катушка индуктивности, первый вывод которой подключен к выходу управляемого ключа и первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе В низковольтной линии, второй вывод воздушной катушки индуктивности подключен к минусовой шине моста и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе С низковольтной линии, плюсовая шина моста подключена к первому выводу резистора.The technical result is achieved by the fact that in the proposed generator for inputting signal currents into a three-phase power line containing a transformer, the low-voltage windings of which are connected to the input of a half-wave rectifier bridge, a resistor, the second output of which is connected to the first input of the controlled key, the first and second capacitors, an air coil is introduced inductance, the first output of which is connected to the output of the controlled key and the first lining of the second capacitor, the second lining of which is connected to phase B izkovoltnoy line, the second output air inductor is connected to the negative bus bridge and the first plate of the first capacitor, the second plate of which is connected to the C phase low-voltage line, positive bus bridge connected to a first terminal of the resistor.

На чертеже приведена схема генератора, которая реализует заявленное техническое предложение, на которой изображены:The drawing shows a diagram of a generator that implements the claimed technical proposal, which shows:

1 - трансформатор 10/0,4 кВ - (трансформатор);1 - transformer 10 / 0.4 kV - (transformer);

2 - трехфазная линия электропередачи 10 кВ;2 - three-phase power line 10 kV;

3 - трехфазная линия электропередачи 0,4 кВ;3 - three-phase power line 0.4 kV;

4 - трехфазный двухполупериодный выпрямительный мост;4 - three-phase two-half-wave rectifier bridge;

5. - воздушная катушка индуктивности;5. - air inductor;

6 - первый конденсатор;6 - the first capacitor;

7 - второй конденсатор;7 - second capacitor;

8 - резистор;8 - resistor;

9 - управляемый ключ;9 - managed key;

10 - блок управления.10 - control unit.

Определим мощность потребления из линии 0,4 кВ в прототипе, при этом активными сопротивлениями обмоток трансформатора 10/0,4 кВ, активными сопротивлениями первичной и вторичной обмоток воздушного трансформатора пренебрегаем.Define the power consumption from the line of 0.4 kV in the prototype, while the active resistances of the transformer windings 10 / 0.4 kV, the active resistances of the primary and secondary windings of the air transformer are neglected.

Из описания прототипа следует, что амплитуда тока, протекающего по цепи: точка 1 моста - первичная обмотка воздушного трансформатора 5 - резистор 9 - ключ 10 - точка 2 моста равна 17 А, при этом принимаем, что коэффициент трансформации воздушного трансформатора равен единице.From the description of the prototype it follows that the amplitude of the current flowing along the circuit: point 1 of the bridge - the primary winding of the air transformer 5 - resistor 9 - key 10 - point 2 of the bridge is 17 A, while we assume that the transformation coefficient of the air transformer is equal to one.

Мощность потребления в прототипе с учетом допущений, принятых выше, равна:The power consumption in the prototype, taking into account the assumptions adopted above, is equal to:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Im=17 А - амплитуда тока, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ;where I m = 17 A is the amplitude of the current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line;

R8=10 Ом - сопротивление резистора 8.R 8 = 10 Ohms - the resistance of the resistor 8.

Коэффициент 0,25 в (1) соответствует времени замкнутого положения ключа, который замкнут 0,25 Т0, при этом потребляется мощность из линии 0,4. кВ.The coefficient 0.25 in (1) corresponds to the time of the closed position of the key, which is closed 0.25 T 0 , while the power is consumed from the line 0.4. kV

Работает заявленный генератор следующим образом:The claimed generator works as follows:

принимаем, что потенциал фазы А больше, чем потенциал фазы В в рассматриваемом интервале времени, при этом будут открыты затемненные диоды моста 4. При замкнутом ключе 9 будет протекать ток по цепи: фаза А-диод Д1-резистор 8-ключ 9-воздушная катушка индуктивности 5-диод Д5-фаза В.we assume that the potential of phase A is greater than the potential of phase B in the considered time interval, in this case the darkened diodes of the bridge 4 will be opened. With the closed key 9, current will flow through the circuit: phase A-diode D1-resistor 8-key 9-air coil inductance 5-diode D5-phase B.

При протекании тока через воздушную катушку индуктивности 9 в ней будет накапливаться электромагнитная энергия, которая в момент времени размыкания ключа равна:When current flows through the air inductor 9, electromagnetic energy will accumulate in it, which at the time of opening the key is equal to:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Im - амплитуда тока в момент времени размыкания ключа 9where I m is the amplitude of the current at the time of opening the key 9

L - индуктивность воздушной катушки индуктивности 5.L is the inductance of the air inductor 5.

Алгоритм работы ключа принят следующим:The key operation algorithm is adopted as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где τ3 - интервал времени замкнутого положения ключа;where τ 3 - the time interval of the closed position of the key;

Figure 00000004
- период частоты тока сигнала;
Figure 00000004
- period of the signal current frequency;

f0 - частота тока сигнала, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ.f 0 is the frequency of the current of the signal introduced into phases B and C of the 0.4 kV line.

В момент времени t=0,18T0 ключ размыкают, при этом за счет накопленной электромагнитной энергии в воздушной катушке индуктивности 5 возникает ток свободных колебаний в колебательном контуре по цепи:At time t = 0.18T 0, the key is opened, while due to the accumulated electromagnetic energy in the air inductor 5, a current of free oscillations occurs in the oscillatory circuit along the circuit:

конденсатор 6-фаза С-фаза В-конденсатор 7-воздушная катушка индуктивности 5.capacitor 6-phase C-phase B-capacitor 7-air inductor 5.

Элементы колебательного контура имеют величины, соответствующие резонансу на частоте f0 The elements of the oscillatory circuit have values corresponding to resonance at a frequency f 0

где C6=C7=10·10-6Ф - емкости конденсаторов 6 и 7;where C 6 = C 7 = 10 · 10 -6 F - capacitance of capacitors 6 and 7;

L5=5·10-3 Гн - индуктивность воздушной катушки индуктивности 5.L 5 = 5 · 10 -3 H - inductance of an air inductor 5.

Колебательный контур настроен в резонанс на частоту тока сигнала f0=1000 Гц при условии:The oscillation circuit is tuned in resonance to the signal current frequency f 0 = 1000 Hz, provided:

Figure 00000005
Figure 00000005

гдеWhere

Figure 00000006
Figure 00000006

C6=C7=C;C 6 = C 7 = C;

С - емкость колебательного контура;C is the capacitance of the oscillatory circuit;

L - индуктивность колебательного контура.L is the inductance of the oscillatory circuit.

В связи с тем, что конденсаторы 6 и 7 включены последовательно, емкость колебательного контура Ск равна:Due to the fact that the capacitors 6 and 7 are connected in series, the capacitance of the oscillatory circuit Sk is:

Figure 00000007
Figure 00000007

С учетом (4) индуктивность контура равна 5·10-3 Гн.Taking into account (4), the inductance of the circuit is 5 · 10 -3 GN.

Определим амплитуду тока, который вводят в фазы В и С линии 0,4 кВ:We determine the amplitude of the current that is introduced into phases B and C of the 0.4 kV line:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Е0=512 В - постоянная составляющая выпрямленного трехфазного двухполупериодного напряжения при разложении его в ряд Фурье;where E 0 = 512 V is the constant component of the rectified three-phase two-half-voltage when it is expanded in a Fourier series;

R=50 м;R = 50 m;

Figure 00000009
Figure 00000009

L=5·10-3 Гн - индуктивность катушки 5.L = 5 · 10 -3 H - the inductance of the coil 5.

Таким образом, амплитуды токов, вводимых в фазы В и С в прототипе и в заявке, равны.Thus, the amplitudes of the currents introduced into phases B and C in the prototype and in the application are equal.

Определим мощность потребления в изобретении по аналогии с прототипом (1)Define the power consumption in the invention by analogy with the prototype (1)

Figure 00000010
Figure 00000010

где Im=17 А - амплитуда тока, вводимого в фазы В и С линии 0,4 кВ. R8=5 Ом - сопротивление резистора 8.where I m = 17 A is the amplitude of the current introduced into phases B and C of the 0.4 kV line. R 8 = 5 Ohms - resistance of the resistor 8.

Коэффициент 0,18 в (7) соответствует времени замкнутого положения ключа, когда потребляется энергия из сети 0,4 кВ.The coefficient 0.18 in (7) corresponds to the time of the closed position of the key when the energy from the 0.4 kV network is consumed.

Таким образом, в заявленном генераторе с учетом выражений (1) и (7) можно утверждать, что мощность потребления в заявке меньше в

Figure 00000011
2,8 раза при отсутствии воздушного трансформатора, как это было в прототипе.Thus, in the inventive generator, taking into account expressions (1) and (7), it can be argued that the power consumption in the application is less than
Figure 00000011
2.8 times in the absence of an air transformer, as it was in the prototype.

Полученный результат является выполнением цели, поставленной в заявленном техническом предложении.The result obtained is the fulfillment of the goal set in the claimed technical proposal.

Claims (1)

Генератор ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи, содержащий трансформатор, низковольтные обмотки которого подключены к входу трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста, резистор, второй вывод которого подключен к первому входу управляемого ключа, блок управления, выход которого подключен ко второму входу управляемого ключа, первый и второй конденсаторы, отличающийся тем, что в него введена воздушная катушка индуктивности, первый вывод которой подключен к выходу управляемого ключа и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе В низковольтной линии, второй вывод воздушной катушки индуктивности подключен к минусовой шине моста и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к фазе С низковольтной линии, плюсовая шина моста подключена к первому выводу резистора. A generator for inputting signal currents to a three-phase power line, comprising a transformer, the low-voltage windings of which are connected to the input of a three-phase two-half-wave rectifier bridge, a resistor, the second output of which is connected to the first input of the controlled key, the control unit, the output of which is connected to the second input of the controlled key, the first and second capacitors, characterized in that an air inductor is inserted into it, the first output of which is connected to the output of the controlled key and to the first lining of the second the first capacitor, the second plate of which is connected to the phase in the low-voltage line, a second terminal air inductor is connected to the negative bus bridge and the first plate of the first capacitor, the second plate of which is connected to the C phase low-voltage line, positive bus bridge connected to a first terminal of the resistor.
RU2009108721/09A 2009-03-12 2009-03-12 Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line RU2416874C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) 2009-03-12 2009-03-12 Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) 2009-03-12 2009-03-12 Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009108721A RU2009108721A (en) 2010-09-20
RU2416874C2 true RU2416874C2 (en) 2011-04-20

Family

ID=42938715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009108721/09A RU2416874C2 (en) 2009-03-12 2009-03-12 Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2416874C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009108721A (en) 2010-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nagashima et al. Analysis and Design of Loosely Inductive Coupled Wireless Power Transfer System Based on Class-${\rm E}^{2} $ DC-DC Converter for Efficiency Enhancement
JP2017532943A (en) Intrinsic power factor correction method and apparatus
Aldhaher et al. Load-independent Class EF inverters for inductive wireless power transfer
JP6104457B2 (en) Unit current transformer unit and electromagnetic induction type power supply device for linearly adjusting output power using the unit current transformer unit
EP2985846A1 (en) Wireless power transmission
JP6336769B2 (en) Method for reducing common mode current
CN104734540B (en) Synchronous rectifier and the method for controlling it
WO2015109727A1 (en) Electronic apparatus and control method for high frequency ac to dc conversion
Li et al. A class E 2 inverter-rectifier-based bidirectional wireless power transfer system
Itraj et al. Topology study for an inductive power transmitter for cordless kitchen appliances
CN103380566B (en) Power supply with AF panel and the method for operation power
Keeling et al. Unity power factor inductive power transfer pick-up for high power applications
RU2416874C2 (en) Generator of input of signal currents to three-phase power transmission line
Kusaka et al. Input impedance matched AC-DC converter in wireless power transfer for EV charger
WO2015125107A1 (en) Inductive charging device
WO2016132471A1 (en) Power conversion device and initial charging method therefor
RU2419970C2 (en) Input method of currents of signals to three-phase power transmission line
CN207459985U (en) For the circuit being filtered to the signal from power supply
Gathageth et al. Wireless power transfer system using series-series compensation topology
Beams et al. Design and simulation of networks for midrange wireless power transfer
RU2421901C1 (en) GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-EARTH" DIAGRAM WITH "PHASE-EARTH" POWER SOURCE
RU2421903C1 (en) GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-PHASE" DIAGRAM WITH "PHASE-PHASE" POWER SOURCE
Shi et al. Analysis of a wireless power transfer system with an inverse coupled current doubler rectifier
RU2424613C1 (en) GENERATOR BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-PHASE" DIAGRAM WITH "PHASE-EARTH" POWER SOURCE
Guiping et al. Modeling and simulation of contactless power transmission system by inductance coupling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110313