RU2769343C1 - Ac voltage regulator - Google Patents

Ac voltage regulator Download PDF

Info

Publication number
RU2769343C1
RU2769343C1 RU2021119907A RU2021119907A RU2769343C1 RU 2769343 C1 RU2769343 C1 RU 2769343C1 RU 2021119907 A RU2021119907 A RU 2021119907A RU 2021119907 A RU2021119907 A RU 2021119907A RU 2769343 C1 RU2769343 C1 RU 2769343C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
subgroup
kedu
capacitors
controlled bidirectional
Prior art date
Application number
RU2021119907A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Валерьевич Гришанов
Алексей Вячеславович Удовиченко
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет»
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 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет»
Priority to RU2021119907A priority Critical patent/RU2769343C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769343C1 publication Critical patent/RU2769343C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: present invention relates to the field of electrical engineering and can be used to convert alternating voltage into variable voltage regulated by value, for example, when creating soft-start systems, in various installations using an alternating current electric drive, as well as a reactive power compensator. This is achieved by the fact that the AC voltage regulator contains
Figure 00000016
 capacitors connected in series, a group of controlled bidirectional switches and a load. A group of managed bidirectional keys consists of
Figure 00000017
 managed bidirectional keys and is divided into two subgroups. The first subgroup of controlled bidirectional keys
Figure 00000018
 is connected to the terminals of the capacitors with one pin, starting from the first, and the second subgroup of
Figure 00000019
 controlled bidirectional keys is connected in series between the remaining terminals of the first
Figure 00000018
 subgroup of controlled bidirectional keys parallel to the capacitors. The load is connected by one pin to the first node of the connection of the first subgroup of
Figure 00000018
 controlled bidirectional keys with the second subgroup of
Figure 00000020
 controlled bidirectional keys, and by the second pin is connected to the last node of the connection of the first subgroup of
Figure 00000018
 controlled bidirectional keys with the second subgroup of
Figure 00000019
 controlled bidirectional keys. The AC voltage regulator uses either thyristors, or transistors, or triacs are used as controlled bidirectional keys.
EFFECT: increase in the reliability of the AC voltage regulator by introducing the possibility of switching between capacitors within the regulation of one voltage level, the possibility of balancing the voltage on the capacitors of the regulator, the possibility of reserving used capacitors.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам секционирования и резервирования линий электропередачи и предназначено для коммутации, защиты электрической сети от аварийных режимов работы и коммутационных и атмосферных перенапряжений, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных электрических сетях, секционирования и резервирования распределительных электрических сетей, линий электропередачи, в том числе содержащих источники электроэнергии, несинхронизированные друг с другом.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to devices for sectioning and redundant power lines and is intended for switching, protecting the electrical network from emergency operation and switching and atmospheric surges, electricity metering, power quality control, control of the amount and time of voltage disconnection in distribution electrical networks, sectioning and redundancy of distribution electrical networks, power lines, including those containing power sources that are not synchronized with each other.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является мультиконтактная коммутационная система, имеющая независимое управление четырьмя силовыми контактными группами, имеющими общую точку соединения, предназначенная для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных электрических сетях трехфазного тока, включающая в себя выводные коммутационные элементы ручного управления, коммутационные элементы дистанционного управления, блоки управления коммутационными элементами дистанционного управления, блок дистанционного управления силовыми цепями мультиконтактной коммутационной системы, блок местного управления силовыми цепями мультиконтактной коммутационной системы, блок контроля тока, блок учета электроэнергии с функцией контроля качества электроэнергии, блок контроля положения коммутационных элементов, блок передачи данных, блок контроля напряжения (патент РФ № 2726852, МПК H02J 9/06, H02J 13/00, опубл. 16.07.2020, Бюл. № 20).The closest in technical essence to the proposed invention is a multi-contact switching system that has independent control of four power contact groups having a common connection point, designed for switching, protecting the electrical network, electricity metering, power quality control, control of the amount and time of disconnection of voltage in distribution electrical networks of three-phase current, including output switching elements of manual control, switching elements of remote control, control units of switching elements of remote control, a unit for remote control of power circuits of a multi-contact switching system, a unit for local control of power circuits of a multi-contact switching system, a current control unit, an electricity metering unit with power quality control function, switching element position control unit, data transmission unit, voltage control unit ( RF patent No. 2726852, IPC H02J 9/06, H02J 13/00, publ. 07/16/2020, Bull. No. 20).

Недостатком известной мультиконтактной коммутационной системы для линий электропередачи 0,4 кВ является невозможность защиты элементов мультиконтактной коммутационной системы, установленных и подключенных к первой, второй, третьей и четвертой силовым цепям, от коммутационных и атмосферных перенапряжений, а также отсутствие блока бесперебойного питания, позволяющего обеспечить питание мультиконтактной коммутационной системы в случае отключения линии электропередачи 0,4 кВ и сложность схемы, содержащей отдельные блоки учёта электроэнергии, контроля тока и напряжения, контроля показателей качества электроэнергии и других. Также недостатком является то, что устройство не может применяться для секционирования и резервирования линий электропередачи, к которым подключены источники электроэнергии, несинхронизированные друг с другом.A disadvantage of the well-known multi-contact switching system for 0.4 kV power lines is the impossibility of protecting the elements of the multi-contact switching system installed and connected to the first, second, third and fourth power circuits from switching and atmospheric overvoltages, as well as the lack of an uninterruptible power supply unit that can provide power a multi-contact switching system in the event of a 0.4 kV power line outage and the complexity of a circuit containing separate blocks for electricity metering, current and voltage control, control of power quality indicators, and others. It is also a disadvantage that the device cannot be used for sectioning and redundant power lines to which power sources are connected that are not synchronized with each other.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение функциональных возможностей и расширение области его применения для коммутации, защиты электрической сети и элементов мультиконтактной коммутационной системы от аварийных режимов работы и коммутационных и атмосферных перенапряжений, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных электрических сетях с возможностью независимого управления четырьмя силовыми контактными группами, для осуществления секционирования и резервирования четырех силовых сетей (участков линий электропередачи), в том числе тех, к которым подключены разные источники электроэнергии, в том числе несинхронизированные друг с другом, с обеспечением бесперебойного питания узлов мультиконтактной коммутационной системы путём включения в её схему блока бесперебойного питания а также упрощения схемы устройства за счёт выполнения большинства функций одним блоком управления мультиконтактной коммутационной системой.The objective of the invention is to increase the functionality and expand the scope of its application for switching, protecting the electrical network and elements of a multi-contact switching system from emergency operation and switching and atmospheric overvoltages, electricity metering, power quality control, control of the amount and time of voltage disconnection in distribution electrical networks with the possibility of independent control of four power contact groups, for the implementation of sectioning and redundancy of four power networks (sections of power lines), including those to which different sources of electricity are connected, including those that are not synchronized with each other, while ensuring uninterrupted power supply to the nodes of the multi-contact switching system by including an uninterruptible power supply unit in its circuit as well as simplifying the device circuit due to the performance of most functions by one control unit of a multi-contact switch ation system.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность осуществлять функции коммутации, защиты электрической сети и элементов мультиконтактной коммутационной системы от аварийных режимов работы и коммутационных и атмосферных перенапряжений, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля напряжения в распределительных сетях трехфазного тока с возможностью независимого управления четырьмя силовыми контактными группами, для осуществления секционирования и резервирования четырех силовых сетей (участков линий электропередачи),в том числе тех, к которым подключены разные источники электроэнергии, в том числе несинхронизированные друг с другом, обеспечения бесперебойного питания узлов мультиконтактной коммутационной системы от блока бесперебойного питания при отключении линий электропередачи 0,4 кВ за счёт независимого управления контактными группами мультиконтактной коммутационной системы и контроля режимов её работы и режимов сети, в которой она установлена, установки блока выпрямления и инвертирования, обеспечивающего развязку между силовыми цепями за счёт вставки постоянного тока, за счёт установки ограничителей перенапряжения и блока бесперебойного питания. Применение изобретения позволяет повысить надёжность мультиконтактной коммутационной системы, уменьшить недоотпуск электроэнергии потребителям, сократить убытки энергоснабжающих организаций и, таким образом, повысить надежность и эффективность систем электроснабжения потребителей, в том числе тех, к которым подключены различные источники электроэнергии, в том числе несинхронизированные друг с другом.As a result of using the proposed invention, it becomes possible to perform the functions of switching, protecting the electrical network and elements of a multi-contact switching system from emergency operation and switching and atmospheric overvoltages, electricity metering, power quality control, voltage control in three-phase current distribution networks with the ability to independently control four power contact groups, for the implementation of sectioning and redundancy of four power networks (sections of power lines), including those to which different sources of electricity are connected, including those that are not synchronized with each other, to ensure uninterrupted power supply to the nodes of a multi-contact switching system from an uninterruptible power supply when the lines are disconnected transmission of 0.4 kV due to the independent control of the contact groups of the multi-contact switching system and the control of its operation modes and the modes of the network in which it is installed ven, installation of a rectification and inverting unit, which provides decoupling between power circuits due to the insertion of direct current, due to the installation of surge suppressors and an uninterruptible power supply unit. The application of the invention makes it possible to increase the reliability of a multi-contact switching system, reduce the undersupply of electricity to consumers, reduce the losses of energy supply organizations and, thus, increase the reliability and efficiency of power supply systems for consumers, including those to which various sources of electricity are connected, including those that are not synchronized with each other. .

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемая мультиконтактная коммутационная система с четырьмя силовыми контактными группами и вставкой постоянного тока, включающая в себя коммутационные элементы и блок управления и защиты, согласно изобретению, содержит четыре выводных коммутационных элемента ручного управления, установленных в силовых цепях и предназначенных для их ручной коммутации на выводах мультиконтактной коммутационной системы, четыре коммутационных элемента дистанционного управления, представляющих собой силовые контактные группы с независимым управлением, установленные в силовые цепи между выводными коммутационными элементами ручного управления и блоком выпрямления и инвертирования, и предназначенных для коммутации силовых цепей с использованием дистанционных средств управления, четыре блока управления коммутационными элементами дистанционного управления, соединённых с соответствующими коммутационными элементами дистанционного управления и передающих на них команды включения и отключения, блок приёма и передачи данных, соединённый с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой и блоком бесперебойного питания, блок выпрямления и инвертирования, установленный в силовую цепь между коммутационными элементами дистанционного управления и предназначенный для разделения силовых цепей через вставку постоянного тока, блок управления мультиконтактной коммутационной системой, соединённый с каждым из коммутационных элементов ручного и дистанционного управления и контролирующий их положение, соединённый с каждым из блоков управления коммутационными элементами дистанционного управления и осуществляющий передачу команд включения и отключения соответствующего коммутационного элемента дистанционного управления, соединённый с силовыми цепями мультиконтактной системы и контролирующий ток и напряжение в данных силовых цепях, осуществляющий учёт потребления электроэнергии в данных цепях и контроль качества электроэнергии в них, осуществляющий архивирование данных, соединённый с блоком передачи данных и осуществляющий передачу в него данных о работе мультиконтактной коммутационной системе и получающий с него команды дистанционного управления коммутационными элементами дистанционного управления, соединённый с блоком бесперебойного питания для получения питания при отключении напряжения во всех силовых цепях, блок бесперебойного питания, соединённый с силовыми сетями до мультиконтактной коммутационной системы, соединённый с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой и блоком приёма и передачи данных для обеспечения их питания, четыре ограничителя перенапряжения, соединённых с силовыми сетями на выводах мультиконтактной коммутационной системы и осуществляющих защиту от перенапряжений.The above technical result is achieved by the fact that the proposed multi-contact switching system with four power contact groups and a DC insert, including switching elements and a control and protection unit, according to the invention, contains four manual control output switching elements installed in power circuits and intended for their manual switching at the outputs of a multi-contact switching system, four switching elements of remote control, which are power contact groups with independent control, installed in the power circuits between the output switching elements of manual control and the rectifier and inverting unit, and intended for switching power circuits using remote means control, four remote control switching elements connected to the corresponding remote control switching elements and transmitting on them are on and off commands, a data receiving and transmitting unit connected to the control unit of the multi-contact switching system and an uninterruptible power supply unit, a rectifying and inverting unit installed in the power circuit between the remote control switching elements and designed to separate power circuits through a DC link, control unit of the multicontact switching system, connected to each of the switching elements of manual and remote control and controlling their position, connected to each of the control units of the switching elements of the remote control and transmitting commands to turn on and off the corresponding switching element of the remote control, connected to the power circuits of the multicontact system and controlling the current and voltage in these power circuits, accounting for the consumption of electricity in these circuits and monitoring the quality of electricity in them, archiving data, connected to the data transmission unit and transmitting to it data on the operation of the multi-contact switching system and receiving commands from it for remote control of the switching elements of the remote control, connected to the uninterruptible power supply unit to receive power when the voltage is turned off in all power circuits, uninterruptible power supply unit power supply, connected to power networks up to the multi-contact switching system, connected to the control unit of the multi-contact switching system and the data receiving and transmitting unit to provide their power supply, four surge arresters connected to the power networks at the terminals of the multi-contact switching system and providing surge protection.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема мультиконтактной коммутационной системы с четырьмя силовыми контактными группами и вставкой постоянного тока, на фиг. 2 представлена структурная схема блока выпрямления и инвертирования.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a block diagram of a multi-contact switching system with four power contact groups and a DC link, in Fig. 2 shows a block diagram of the rectification and inverting unit.

Мультиконтактная коммутационная система с четырьмя силовыми контактными группами и вставкой постоянного тока содержит первый выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 1), первый коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 2), второй коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 3), третий коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 4), четвертый коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 5), второй выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ6), третий выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ7), четвертый выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 8), блок управления первым коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 9), блок управления вторым коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 10), блок управления третьим коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 11), блок управления четвертым коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 12), блок управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 13), блок приема и передачи данных (БПД 14), блок бесперебойного питания (ББП 15), первый ограничитель перенапряжения (ОПН 16), второй ограничитель перенапряжения (ОПН 17), третий ограничитель перенапряжения (ОПН 18), четвертый ограничитель перенапряжения (ОПН 19), блок выпрямления и инвертирования (БВИН 20).The multicontact switching system with four power contact groups and a DC insert contains the first manual control output switching element (VKERU 1), the first remote control switching element (KEDU 2), the second remote control switching element (KEDU 3), the third remote control switching element ( KEDU 4), the fourth switching element of remote control (KEDU 5), the second output switching element of manual control (VyKERU6), the third output switching element of manual control (VyKERU7), the fourth output switching element of manual control (VyKERU 8), the control unit of the first switching element remote control (BUKEDU 9), control unit of the second switching element of the remote control (BUKEDU 10), control unit of the third switching element of the remote control (BUKEDU 11), control unit of the fourth switching element of the remote control switching system (BUKEDU 12), control unit for multicontact switching system (BUMKS 13), data receiving and transmitting unit (BPD 14), uninterruptible power supply unit (BBP 15), first surge arrester (OPN 16), second surge arrester (OPN 17), third surge arrester (OPN 18), fourth surge arrester (OPN 19), rectification and inverting unit (BVIN 20).

Блок выпрямления и инвертирования (БВИН 20) содержит первый активный выпрямитель, работающий также в режимах активного инвертора с блоком управления (АВ-АИНсБУ 21), второй активный выпрямитель, работающий также в режимах активного инвертора (АВ-АИНсБУ 22), третий активный выпрямитель, работающий также в режимах активного инвертора (АВ-АИНсБУ 23), четвёртый активный выпрямитель, работающий также в режимах активного инвертора (АВ-АИНсБУ 24).The rectification and inverting unit (BVIN 20) contains the first active rectifier, which also operates in active inverter modes with a control unit (AV-AINsBU 21), the second active rectifier, which also operates in active inverter modes (AV-AINsBU 22), the third active rectifier, also operating in active inverter modes (AV-AINsBU 23), the fourth active rectifier, also operating in active inverter modes (AV-AINsBU 24).

ВыКЭРУ 1 установлен в первой силовой цепи. КЭДУ 2 установлен в первую силовую цепь между ВыКЭРУ 1 и БВИН 20.ВыКЭРУ6 установлен во второй силовой цепи. КЭДУ 3 установлен во вторую силовую цепь между ВыКЭРУ 6 и БВИН 20. ВыКЭРУ 7 установлен в третьей силовой цепи.КЭДУ 4 установлен в третью силовую цепь между ВыКЭРУ 7 и БВИН 20.ВыКЭРУ 8 установлен в четвертой силовой цепи.КЭДУ 5 установлен в четвертую силовую цепь между ВыКЭРУ 8 и БВИН 20.БВИН 20 установлен в силовой цепи между КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4, КЭДУ 5. БУКЭДУ 9 соединён с КЭДУ 2. БУКЭДУ 10 соединён с КЭДУ 3. БУКЭДУ 11 соединен с КЭДУ 4. БУКЭДУ 12 соединён с КЭДУ 5.БПД 14 соединён с БУМКС 13 и с ББП 15. БУМКС 13 соединён с КЭДУ 2, с КЭДУ 3, с КЭДУ 4, с КЭДУ 5, с ВыКЭРУ 1, с ВыКЭРУ 6, с ВыКЭРУ 7, с ВыКЭРУ 8, соединён с БУКЭДУ 9, с БУКЭДУ 10, с БУКЭДУ 11, с БУКЭДУ 12, соединён с силовыми цепями мультиконтактной системы между всеми элементами, соединён с БПД 14, соединён с ББП 15. ББП 15 соединён с БУМКС 13 и с БПД 17. ОПН 16 соединен с первой силовой цепью до ВыКЭРУ 1 на первом выводе мультиконтактной коммутационной системы. ОПН 17 соединен со второй силовой цепью до ВыКЭРУ 6 на втором выводе мультиконтактной коммутационной системы. ОПН 18 соединен с третьей силовой цепью до ВыКЭРУ 7 на третьем выводе мультиконтактной коммутационной системы. ОПН 19 соединен с четвертой силовой цепью до ВыКЭРУ 8 на четвертом выводе мультиконтактной коммутационной системы.VKERU 1 is installed in the first power circuit. KEDU 2 is installed in the first power circuit between VyKERU 1 and BVIN 20. VyKERU6 is installed in the second power circuit. KEDU 3 is installed in the second power circuit between VyKERU 6 and BVIN 20. VyKERU 7 is installed in the third power circuit. KEDU 4 is installed in the third power circuit between VyKERU 7 and BVIN 20. VyKERU 8 is installed in the fourth power circuit. a circuit between VYKERU 8 and BVIN 20. BVIN 20 is installed in the power circuit between KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4, KEDU 5. BUKEDU 9 is connected to KEDU 2. BUKEDU 10 is connected to KEDU 3. BUKEDU 11 is connected to KEDU 4. BUKEDU 12 connected to KEDU 5. BPD 14 is connected to BUMKS 13 and BBP 15. BUMKS 13 is connected to KEDU 2, to KEDU 3, to KEDU 4, to KEDU 5, to VKERU 1, to VyKERU 6, to VyKERU 7, to VKERU 8 , connected to BUKEDU 9, to BUKEDU 10, to BUKEDU 11, to BUKEDU 12, connected to the power circuits of the multicontact system between all elements, connected to BPD 14, connected to BBP 15. BBP 15 is connected to BUMKS 13 and BPD 17. OPN 16 is connected to the first power circuit to VKERU 1 on the first output of the multicontact switching system. The surge arrester 17 is connected to the second power circuit to VKERU 6 on the second terminal of the multicontact switching system. The surge arrester 18 is connected to the third power circuit up to VKERU 7 on the third terminal of the multicontact switching system. OPN 19 is connected to the fourth power circuit to VKERU 8 on the fourth output of the multicontact switching system.

В структуре БВИН 20 активные выпрямители, работающие также в режимах активного инвертора АВ-АИНсБУ 21, АВ-АИНсБУ 22, АВ-АИНсБУ 23, АВ-АИНсБУ 24 соединены так, что их общая точка соединения вместе с проводниками образует вставку постоянного тока между цепями переменного тока.In the BVIN 20 structure, active rectifiers, also operating in the active inverter modes AV-AINsBU 21, AV-AINsBU 22, AV-AINsBU 23, AV-AINsBU 24, are connected so that their common connection point together with the conductors forms a DC insert between the AC circuits. current.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Подача напряжения на силовую цепь мультиконтактной коммутационной системы осуществляется с помощью выводных коммутационных элементов ручного управления (ВыКЭРУ 1, ВыКЭРУ 6, ВыКЭРУ 7, ВыКЭРУ8), установленных в силовой цепи в зависимости от того, со стороны которой силовой сети расположен источник электроэнергии. При этом питание подаётся на блок управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 13). В зависимости от заложенного алгоритма работы, БУМКС 13 формирует сигналы управления, передаваемые на блоки управления первым, вторым, третьим и четвертым коммутационными элементами дистанционного управления (БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11, БУКЭДУ 12) на включение, отключение первого коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 2), второго коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 3), третьего коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 4), четвертого коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 5) соответственно. Voltage supply to the power circuit of the multicontact switching system is carried out using output switching elements of manual control (VyKERU 1, VyKERU 6, VyKERU 7, VyKERU8) installed in the power circuit, depending on which side of the power network the power source is located. In this case, power is supplied to the control unit of the multicontact switching system (BUMKS 13). Depending on the inherent operation algorithm, BUMKS 13 generates control signals transmitted to control units by the first, second, third and fourth remote control switching elements (BUKEDU 9, BUKEDU 10, BUKEDU 11, BUKEDU 12) to enable, disable the first switching element of the remote control (KEDU 2), the second switching element of the remote control (KEDU 3), the third switching element of the remote control (KEDU 4), the fourth switching element of the remote control (KEDU 5), respectively.

При включении первого выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ1) напряжение будет подано на первую силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой (если источник питания расположен не в первой силовой сети). При включении второго выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 6) напряжение будет подано на вторую силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой (если источник питания расположен не во второй силовой сети). При включении третьего выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 7) напряжение будет подано на третью силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой (если источник питания расположен не в третьей силовой сети). При включении четвертого выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 8) напряжение будет подано на четвертую силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой (если источник питания расположен не в четвертой силовой сети). При местном управлении мультиконтактной коммутационной системой команда на включение/отключение первой, второй, третьей и четвертой силовых цепей подаётся с помощью БУМКС 13. При этом команды отключения соответствующих силовых цепей подаются от БУМКС 13 на БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11, БУКЭДУ 12, которые, в свою очередь, отключают КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4 и КЭДУ 5 за счёт прекращения подачи питания на их электромагниты. Также отключение/включение КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4 и КЭДУ 5 мультиконтактной коммутационной системы можно осуществить с помощью команд, поданных на БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11и БУКЭДУ 12 от блока приема и передачи данных (БПД 14), обработанных с помощью БУМКС 13. БПД 14 получает команды на включение или отключение соответствующих КЭДУ мультиконтактной коммутационной системы с помощью кодированного сигнала, передаваемого по силовой сети с применением существующих технологий передачи сигналов по ней или с помощью кодированной последовательности включения и отключения напряжения в ней или получает команды на включение или отключение мультиконтактной коммутационной системы с помощью сигнала получаемого через канал связи, например JPS, JPRS, Глонасс, радио или другой канал. При возникновении в силовой цепи за мультиконтактной коммутационной системой до КЭДУ 2, КЭДУ 3,КЭДУ 4или КЭДУ 5 тока перегрузки или тока короткого замыкания блок управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 13) подаст сигнал на определенный БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11, БУКЭДУ 12 соответственно на отключение КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4 или КЭДУ 5. В этом случае, если в логике работы устройства заложен алгоритм осуществления автоматического повторного включения (АПВ) КЭДУ 2 (КЭДУ 3, КЭДУ 4, КЭДУ 5), то после выдержки времени будет осуществлено соответствующее АПВ КЭДУ 2, АПВ КЭДУ 3, АПВ КЭДУ 4 или АПВКЭДУ 5и, если оно будет неуспешным, то есть в первой, во второй, в третьей или соответственно в четвертой силовых сетях за мультиконтактной коммутационной системой до КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4 или КЭДУ 5, повторно появится ток перегрузки или ток короткого замыкания, то БУМКС 13 повторно подаст сигнал на БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11, БУКЭДУ 12 на отключение КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4, КЭДУ 5. При этом будет заблокирована возможность дистанционного включения мультиконтактной коммутационной системы до устранения повреждений в силовой цепи за КЭДУ 2,КЭДУ 3, КЭДУ 4, КЭДУ 5. Также при этом будет отправлено сообщение о повреждении за КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ4, КЭДУ 5.Если АПВ будет успешным, то мультиконтактная коммутационная система продолжит работу в нормальном режиме. Положение коммутационных элементов мультиконтактной коммутационной системы контролируется с помощью блока управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 13), который при изменении положения коммутационных элементов КЭДУ 2,КЭДУ 3, КЭДУ 4, КЭДУ 5, ВыКЭРУ 1, ВыКЭРУ6, ВыКЭРУ 7, ВыКЭРУ8 передаёт соответствующие данные в блок передачи данных (БПД 14). БУМКС 13 осуществляет учёт электроэнергии, переданный через первую, вторую, третью и четвертую силовые цепи мультиконтактной коммутационной системы, а также контролирует показатели качества электрической энергии в точке их подключения. Данные о потреблении электроэнергии и о качестве электрической энергии передаются в блок передачи данных и через него диспетчеру компании, обслуживающей оборудование мультиконтактной коммутационной системы. БУМКС 13 контролирует напряжение в силовых цепях мультиконтактной коммутационной системы между ВыКЭРУ 1 и КЭДУ 2, между КЭДУ 3 и ВыКЭРУ6, между КЭДУ 4 и ВыКЭРУ 7, между КЭДУ 5 и ВыКЭРУ 8 и передает информацию о наличии или отсутствии напряжения на БПД 14 и на БУКЭДУ 9, БУКЭДУ 10, БУКЭДУ 11, БУКЭДУ 12. Блок бесперебойного питания ББП 15 осуществляет питание БУМКС 13 и БПД 14 как от силовых сетей, так и от содержащегося в нём независимого источника питания, например, аккумулятора, конденсатора или другого источника.When the first output switching element of manual control (VKERU1) is turned on, voltage will be applied to the first power network behind the multi-contact switching system (if the power source is not located in the first power network). When the second output switching element of manual control (VKERU 6) is turned on, the voltage will be applied to the second power network behind the multi-contact switching system (if the power source is not located in the second power network). When the third output switching element of manual control (VKERU 7) is turned on, voltage will be applied to the third power network behind the multi-contact switching system (if the power source is not located in the third power network). When the fourth output switching element of manual control (VKERU 8) is turned on, voltage will be supplied to the fourth power network behind the multi-contact switching system (if the power source is not located in the fourth power network). With local control of a multi-contact switching system, the command to turn on / off the first, second, third and fourth power circuits is given using BUMKS 13. In this case, the commands to turn off the corresponding power circuits are sent from BUMKS 13 to BUKEDU 9, BUKEDU 10, BUKEDU 11, BUKEDU 12, which, in turn, turn off KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4 and KEDU 5 by cutting off the power supply to their electromagnets. Also, switching off / on KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4 and KEDU 5 of the multicontact switching system can be carried out using commands given to BUKEDU 9, BUKEDU 10, BUKEDU 11 and BUKEDU 12 from the data receiving and transmitting unit (BPD 14), processed using BUMKS 13. BPD 14 receives commands to turn on or turn off the corresponding KEDU multi-contact switching system using an encoded signal transmitted over the power network using existing signal transmission technologies over it or using a coded sequence of turning on and off the voltage in it, or receives commands to turn on or disconnection of the multicontact switching system using a signal received through a communication channel, such as JPS, JPRS, Glonass, radio or another channel. If an overload or short circuit current occurs in the power circuit behind the multi-contact switching system up to KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4 or KEDU 5 to turn off KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4 or KEDU 5, respectively. the corresponding ARCA KEDU 2, ARCA KEDU 3, ARCA KEDU 4 or APVKEDU 5i will be carried out, if it is unsuccessful, that is, in the first, second, third or, respectively, in the fourth power networks behind the multicontact switching system up to KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4 or KEDU 5, an overload current or a short circuit current reappears, then BUMKS 13 will re-send a signal to BUKEDU 9, BUKEDU 10, BUKEDU 11, BUKEDU 12 to turn off KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4, KEDU 5. In this case, the possibility of remote switching on of the multicontact switching system will be blocked until damage is eliminated in the power circuit for KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4, KEDU 5. Also, a message about damage will be sent for KEDU 2, KEDU 3, KEDU4, KEDU 5. If the automatic reclosure is successful, the multicontact switching system will continue to operate in normal mode. The position of the switching elements of the multi-contact switching system is controlled by the control unit of the multi-contact switching system (BUMKS 13), which, when changing the position of the switching elements KEDU 2, KEDU 3, KEDU 4, KEDU 5, VyKERU 1, VyKERU6, VyKERU 7, VyKERU8, transmits the corresponding data to data transmission unit (BPD 14). BUMKS 13 performs metering of electricity transmitted through the first, second, third and fourth power circuits of the multicontact switching system, and also controls the quality of electrical energy at the point of their connection. Data on electricity consumption and on the quality of electrical energy are transmitted to the data transmission unit and through it to the dispatcher of the company servicing the equipment of the multicontact switching system. BUMKS 13 controls the voltage in the power circuits of the multicontact switching system between VyKERU 1 and KEDU 2, between KEDU 3 and VyKERU6, between KEDU 4 and VyKERU 7, between KEDU 5 and VyKERU 8 and transmits information about the presence or absence of voltage to the BPD 14 and to the BUKEDU 9, BUKEDU 10, BUKEDU 11, BUKEDU 12. The uninterruptible power supply unit BBP 15 powers the BUMKS 13 and BPD 14 both from power networks and from an independent power source contained in it, for example, a battery, capacitor or other source.

БВИН 20 представляет собой четыре включенных встречно активных выпрямителя с блоком управления ими. При этом каждый активный выпрямитель работает или в режиме выпрямителя, или в режиме инвертора в зависимости от направления потока мощности, протекающей через мультиконтактную коммутационную систему. Наличие в БВИН 20 четырёх включенных встречно активных выпрямителей позволяет осуществить развязку силовых сетей до и после мультиконтактной коммутационной системы, так как образуется вставка постоянного тока между этими силовыми сетями. За счёт этого обеспечивается возможность работы мультиконтактной коммутационной системы в линиях электропередачи, к которым с разных сторон от мультиконтактной коммутационной системы подключены источники электроэнергии, в том числе несинхронизированные друг с другом, например, возобновляемый источник электроэнергии и централизованная сеть, или возобновляемые источники электроэнергии разных видов, газопоршневые, дизельные электростанции и т.д., или источники одного вида, но несинхронизированные друг с другом.BVIN 20 consists of four back-to-back active rectifiers with their control unit. In this case, each active rectifier operates either in the rectifier mode or in the inverter mode, depending on the direction of the power flow flowing through the multicontact switching system. The presence of four back-to-back active rectifiers in BVIN 20 makes it possible to decouple power networks before and after the multicontact switching system, since a DC link is formed between these power networks. Due to this, it is possible to operate the multi-contact switching system in power lines to which power sources are connected from different sides of the multi-contact switching system, including those that are not synchronized with each other, for example, a renewable source of electricity and a centralized network, or renewable sources of electricity of various types, gas reciprocating, diesel power plants, etc., or sources of the same type, but not synchronized with each other.

При возникновении в первой силовой цепи коммутационных или атмосферных перенапряжений первый ограничитель перенапряжения ОПН 16 обеспечивает снижение перенапряжения до уровня, безопасного для защищаемой линии электропередачи 0,4 кВ и оборудования мультиконтактной коммутационной системы. При возникновении во второй силовой цепи коммутационных или атмосферных перенапряжений второй ограничитель перенапряжения ОПН 17 обеспечивает снижение перенапряжения до уровня, безопасного для защищаемой линии электропередачи 0,4 кВ и оборудования мультиконтактной коммутационной системы. При возникновении в третьей силовой цепи коммутационных или атмосферных перенапряжений третий ограничитель перенапряжения ОПН 18 обеспечивает снижение перенапряжения до уровня, безопасного для защищаемой линии электропередачи 0,4 кВ и оборудования мультиконтактной коммутационной системы. При возникновении в четвертой силовой цепи коммутационных или атмосферных перенапряжений четвертый ограничитель перенапряжения ОПН 19 обеспечивает снижение перенапряжения до уровня, безопасного для защищаемой линии электропередачи 0,4 кВ и оборудования мультиконтактной коммутационной системы.When switching or atmospheric surges occur in the first power circuit, the first surge suppressor of the arrester 16 ensures that the surge is reduced to a level that is safe for the protected power line of 0.4 kV and the equipment of the multicontact switching system. When switching or atmospheric surges occur in the second power circuit, the second surge suppressor of the arrester 17 ensures that the surge is reduced to a level that is safe for the protected power line of 0.4 kV and the equipment of the multicontact switching system. In the event of a switching or atmospheric overvoltage in the third power circuit, the third surge arrester OPN 18 ensures that the overvoltage is reduced to a level that is safe for the protected power line of 0.4 kV and the equipment of the multicontact switching system. When switching or atmospheric surges occur in the fourth power circuit, the fourth surge arrester OPN 19 ensures that the surge is reduced to a level that is safe for the protected power line of 0.4 kV and the equipment of the multicontact switching system.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить коммутацию и защиту линий электропередачи и оборудования мультиконтактной коммутационной системы от аварийных режимов работы и коммутационных и атмосферных перенапряжений, учет электроэнергии, контроль качества электроэнергии, контроль напряжения одновременно в четырех силовых сетях. При исчезновении напряжения в одной из силовых сетей и появлении его в другой устройство позволяет осуществлять функции автоматического включения резерва путём включения соответствующих КЭДУ. Также устройство позволяет секционировать электрическую сеть, в том числе содержащую источники электроэнергии, несинхронизированные друг с другом, посредством её деления на участки путём отключения соответствующих силовых контактных групп при повреждениях в силовых сетях, подключенных к мультиконтактной коммутационной системе. Его применение предотвращает развитие аварийной ситуации и позволяет уменьшить недоотпуск электроэнергии потребителям, сократить убытки энергоснабжающих организаций и, таким образом, повысить надежность и эффективность систем электроснабжения потребителей. При этом надёжность и функциональность устройства выше, чем у прототипа за счёт обеспечения бесперебойного питания узлов мультиконтактной коммутационной системы путём включения в её схему блока бесперебойного питания а также упрощения схемы устройства за счёт выполнения большинства функций одним блоком управления мультиконтактной коммутационной системой.The proposed device allows switching and protecting power lines and equipment of a multi-contact switching system from emergency operation and switching and atmospheric surges, electricity metering, power quality control, voltage control simultaneously in four power networks. In the event of a voltage failure in one of the power networks and its appearance in another, the device allows you to perform the functions of automatic switching on of the reserve by turning on the corresponding KEDU. Also, the device allows you to section the electrical network, including those containing sources of electricity that are not synchronized with each other, by dividing it into sections by disconnecting the corresponding power contact groups in case of damage in the power networks connected to the multi-contact switching system. Its application prevents the development of an emergency situation and allows reducing the undersupply of electricity to consumers, reducing losses of energy supply organizations and, thus, increasing the reliability and efficiency of consumer power supply systems. At the same time, the reliability and functionality of the device is higher than that of the prototype by providing uninterrupted power supply to the nodes of the multi-contact switching system by including an uninterruptible power supply unit in its circuit, as well as simplifying the device circuit due to the performance of most functions by one control unit of the multi-contact switching system.

Claims (2)

1. Регулятор переменного напряжения, содержащий
Figure 00000001
 конденсаторов, соединённых последовательно, группу управляемых двунаправленных ключей, отличающийся тем, что группа управляемых двунаправленных ключей состоит из
Figure 00000002
 управляемых двунаправленных ключей, из них первая подгруппа
Figure 00000003
 управляемых двунаправленных ключей одним выводом подключена к выводам конденсаторов, начиная с первого, а вторая подгруппа из
Figure 00000004
 управляемых двунаправленных ключей подключена последовательно между оставшимися выводами первой подгруппы из
Figure 00000003
 управляемых двунаправленных ключей параллельно конденсаторам, нагрузка одним выводом подключена к первому узлу соединения первой подгруппы из
Figure 00000003
 управляемых двунаправленных ключей со второй подгруппой из
Figure 00000005
 управляемых двунаправленных ключей, а вторым выводом подключена к последнему узлу соединения первой подгруппы из
Figure 00000003
 управляемых двунаправленных ключей со второй подгруппой из
Figure 00000005
 управляемых двунаправленных ключей.1. AC voltage regulator containing
Figure 00000001
 capacitors connected in series, a group of controlled bidirectional switches, characterized in that the group of controlled bidirectional switches consists of
Figure 00000002
 managed bidirectional keys, of which the first subgroup
Figure 00000003
 of controlled bidirectional switches with one output is connected to the outputs of capacitors, starting from the first, and the second subgroup of
Figure 00000004
 controlled bidirectional switches connected in series between the remaining conclusions of the first subgroup of
Figure 00000003
 of controlled bidirectional switches in parallel with capacitors, the load with one output is connected to the first connection node of the first subgroup of
Figure 00000003
 managed bidirectional keys with the second subgroup of
Figure 00000005
 controlled bidirectional keys, and the second output is connected to the last connection node of the first subgroup from
Figure 00000003
 managed bidirectional keys with the second subgroup of
Figure 00000005
 managed bidirectional keys. 2. Регулятор переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в качестве управляемых двунаправленных ключей используются или тиристоры, или транзисторы, или симисторы.2. The AC voltage regulator according to claim 1, characterized in that either thyristors, or transistors, or triacs are used as controlled bidirectional switches.
RU2021119907A 2021-07-07 2021-07-07 Ac voltage regulator RU2769343C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119907A RU2769343C1 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Ac voltage regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119907A RU2769343C1 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Ac voltage regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769343C1 true RU2769343C1 (en) 2022-03-30

Family

ID=81076214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021119907A RU2769343C1 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Ac voltage regulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769343C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2368937C1 (en) * 2008-07-21 2009-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Ac voltage controller
RU2373625C1 (en) * 2008-09-29 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Variable voltage zoned regulator
WO2011001146A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Paul Lenworth Mantock A capacitive impedance decoupling ac power controller
US20140334199A1 (en) * 2012-06-30 2014-11-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same
RU2584822C2 (en) * 2011-04-15 2016-05-20 Милан МАНЦИЦ Circuit adapted to supply voltage to electronic device and use thereof
RU2726946C1 (en) * 2020-01-13 2020-07-17 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Ac voltage regulator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2368937C1 (en) * 2008-07-21 2009-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Ac voltage controller
RU2373625C1 (en) * 2008-09-29 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Variable voltage zoned regulator
WO2011001146A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Paul Lenworth Mantock A capacitive impedance decoupling ac power controller
RU2584822C2 (en) * 2011-04-15 2016-05-20 Милан МАНЦИЦ Circuit adapted to supply voltage to electronic device and use thereof
US20140334199A1 (en) * 2012-06-30 2014-11-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same
RU2726946C1 (en) * 2020-01-13 2020-07-17 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Ac voltage regulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9172248B2 (en) Cascaded converter station and cascaded multi-terminal HVDC power transmission system
CN210183018U (en) Grid-connected power supply system and grid-connected device of data center
RU2739365C1 (en) Sectionalization and redundancy point with voltage of up to 1 kv with three power contact groups, connected structurally to one common point
RU2755656C1 (en) Multicontact switching system with three power contact groups and dc link
Hirose DC power demonstrations in Japan
RU2726852C1 (en) Multi-contact switching system having independent control of four power contact groups having common connection point
RU2726855C1 (en) Multicontact switching system having independent control of four power contact groups connected in bridge circuit
RU2769343C1 (en) Ac voltage regulator
CN112886694A (en) Power distribution system and server system
RU2769110C1 (en) Multi-contact switching system with four power contacts and dc link
RU2755942C1 (en) Multicontact switching system with four power contact groups connected to a common point
RU2739065C1 (en) Partition and backup station up to 1 kv with three power contact groups and four terminals
CN113572189B (en) Bipolar flexible direct current system for offshore wind power and transformer fault switching method thereof
CN113098009B (en) Uninterrupted loop closing and reverse electricity method for 30-degree angle difference system of power distribution network
RU2737965C1 (en) Multicontact switching system with three power contact groups connected to one common point, and four outputs
RU2733217C1 (en) Multicontact switching system having independent control of three power contact groups connected in bridge circuit
JP6773204B1 (en) Distributed power system
RU2755660C1 (en) Four-pin multicontact switching system with independent control of three power contact groups
RU2755658C1 (en) Multicontact switching system with three power contact groups connected to a common point
RU2755659C1 (en) Multicontact switching system with three power contact groups connected by bridge circuit
RU2755156C1 (en) Multi-contact switching system with four power contact groups connected in a bridge circuit
RU2769720C1 (en) Sectionalization and redundancy point, combined with electricity metering and power quality control point, control of amount and time of power outages
RU2755661C1 (en) Multicontact switching system with six power contact groups connected in mixed circuit
RU2755654C1 (en) Sectioning and redundancy point
RU2755655C1 (en) Multi-contact switching system with two power contact groups connected to common point