Спосіб локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки

Реферат: Спосіб локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки передбачає використання безінерційного регулятора напруги. Живлення споживачів здійснюють через імпульсний напівпровідниковий регулятор напруги, який використовують для зміни діючого значення змінної синусоїдальної напруги і одночасно активно впливають на форму синусоїди, чим мінімізують рівень вищих гармонік в напрузі геліоустановки. UA 89096 U (54) СПОСІБ ЛОКАЛЬНОГО РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ ПРИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННІ ВІД ПОТУЖНОЇ ГЕЛІОУСТАНОВКИ UA 89096 U UA 89096 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до пристроїв, що використовують відновлювальні джерела енергії, і може бути застосована при живленні споживачів від автономної геліоустановки. Відомий спосіб регулювання напруги, що використовується в електричних мережах загального використання [Электротехнический справочник: Т.2, /Под общ. ред. И.Н. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 712 с.]. Недоліками зазначеного способу є використання для регулювання напруги електромеханічних пристроїв, що спрацьовують із суттєвою витримкою часу, обмежені функціональні можливості способу. За аналог вибрано спосіб регулювання напруги пристроєм, що включає напівпровідниковий виконавчий орган і вольтодобавочний трансформатор [Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.] Недоліком аналогу є обмежені функціональні можливості способу. В основу корисної моделі поставлена задача створення надійного, дешевого способу локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки, який би дозволяв підтримувати напругу на затискачах електроприймачів в межах ГОСТ 13109-97. Поставлена задача вирішується тим, що у способі локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки, що передбачає використання безінерційного регулятора напруги, відповідно до корисної моделі, живлення споживачів здійснюють через імпульсний напівпровідниковий регулятор напруги, який використовують для зміни діючого значення змінної синусоїдальної напруги і одночасно активно впливають на форму синусоїди, чим мінімізують рівень вищих гармонік в напрузі геліоустановки. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом. Геліоустановка генерує постійний струм. Для передачі в електричну мережу струм необхідно інвертувати. Інвертування струму - це процес, зворотній до випрямлення. Частота на виході інвертора може регулюватись в широких межах. Але, щоб струм мав форму синусоїди, прямокутні імпульси напруги інвертора модулюють по законах синуса. Найбільш поширеним є широтно-імпульсний (НИМ) принцип модуляції. Якщо при постійній несучій частоті змінювати співвідношення між t1 (час підключення тиристора анодної групи) та t 2 (час підключення тиристора катодної групи) у відповідності з синусоїдальним законом t 1  t 2   sin  t ,  то середнє за період несучої частоти значення напруги на навантаженні також буде змінюватися за синусоїдним законом E U sin  t 2 , 35 де  - частота модуляції (частота на виході),  - коефіцієнт глибини модуляції, що показує, в яких межах змінюються інтервали t1 та t 2 протягом періоду частоти модуляції. Середнє значення струму, що споживається однією фазою інвертора перетворювача частоти від джерела постійного струму. I 40 45 1  t  t  t 1 IM sin(t  )dt    I M sin( t  )dt  t  t 2IM  t   t  [sin t      sin    2  2  t    t   sin t     ]  sin  2 2  2   , де IM - амплітудне значення струму в фазі мережі,  - кут між першою гармонікою напруги та струмом в мережі. В існуючих способах локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки впливають тільки на один показник якості електроенергії (ПЯЕ) - напругу. В запропонованому способі локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки живлення споживачів здійснюють через імпульсний напівпровідниковий регулятор напруги, який використовують для зміни діючого значення змінної синусоїдальної 1 UA 89096 U 5 10 напруги і одночасно активно впливають на форму синусоїди, чим мінімізують рівень вищих гармонік в напрузі геліоустановки. Реалізація запропонованого способу пояснюється кресленнями, на якому зображено діаграму напруги на вході Uвх регулятора, та на виході Uвих Якщо напруга мережі, де планується установка імпульсного регулятора, несинусоїдальна, існує реальна можливість використання регулятора напруги для мінімізації вищих гармонік. Коли на вхід імпульсного регулятора подається напруга із певним спектром вищих гармонік, відбувається додавання або віднімання коливань однакових частот напруги геліоустановки та напруги регулятора ' uv в их  Uм v  s in(vt  'v )  Uдм v  s in(vt   д v ) ' Uм v , ' де: ,  v - амплітудне значення гармоніки вхідної напруги та кут зсуву її відносно синусоїди основної частоти мережі, Uдм v , д v - те ж, але для напруги добавки регулятора. ' Якщо між  v та д v існує співвідношення 15 ' v  д v   , відбувається послаблення v-ої гармоніки і навіть повне знищення її при ' Uм v  Uдмv 20 . Гармонічний склад напруги на виході геліоустановки досить стабільний. Тому можна поліпшувати гармонічний склад по наперед заданій програмі. Для аналізу д v необхідно визначити коефіцієнти синусного B v та косинусного C v рядів Фур’є: напруги добавки. При односторонньому регулюванні напруги шляхом зміщення переднього фронту імпульсу Av   1  1 Bv   25  1 m   2S  2S   (  1)  sin   (  1)     sin  1 m m     S 1    Uм 2 m S 1 Uм 2 1  1  2S  2S    (  1)  sin (  1)  m m    1 m   2S  2S     (  1)  cos (  1)     cos m  m      1 S 1   m    2S  2S    (  1)  cos (  1)  m m    cos S 1 , де  - номер вищої гармоніки, m - число імпульсів на період напруги мережі. Алгоритм розрахунку амплітудних значень вищих гармонік, складений на базі вказаних формул, досить простий і може бути реалізований на ПК. Зсув фази вищих гармонічних відносно основної частоти мережі  v  arctg 30   sin Bv Av . Плавне змінювання в широких межах кутів дv вищих гармонічних забезпечує компенсацію гармонік мережі, а способи регулювання дозволяють провадити підбір дv без погіршення 35 якості напруги Uвих . Технічний результат полягає в наступному. В запропонованому способі передбачається плавне безінерційне регулювання напруги потужної геліоустановки з одночасним активним впливом на форму синусоїди, чим мінімізують рівень вищих гармонік напрузі геліоустановки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб локального регулювання напруги при електропостачанні від потужної геліоустановки, що передбачає використання безінерційного регулятора напруги, який відрізняється тим, що 2 UA 89096 U живлення споживачів здійснюють через імпульсний напівпровідниковий регулятор напруги, який використовують для зміни діючого значення змінної синусоїдальної напруги і одночасно активно впливають на форму синусоїди, чим мінімізують рівень вищих гармонік в напрузі геліоустановки. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3