×
27.01.2016
216.014.bcae

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ВЫСШИХ ГАРМОНИК

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии. Способ может быть использован в системах электроснабжения промышленных предприятий с неизменной нагрузкой для определения источника нелинейных искажений как со стороны питающей сети, так и со стороны нелинейной нагрузки самого предприятия. Способ выявления источника высших гармоник заключается в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, которая содержит искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе. При этом для анализа источника высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники. Далее снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы I от активного сопротивления фильтра R, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений. Технический результат заключается в упрощении выявления источника высших гармоник, возможности применения без перерыва в электроснабжении, а также в использовании на действующих объектах с установленными фильтрокомпенсирующими устройствами. 2 ил.
Основные результаты: Способ выявления источника высших гармоник, заключающийся в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, содержащей искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, отличающийся тем, что в качестве устройства для анализа источника высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, затем снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы I от активного сопротивления фильтра R, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии. Способ может быть использован в системах электроснабжения промышленных предприятий с неизменной нагрузкой для определения источника нелинейных искажений как со стороны питающей сети, так и со стороны нелинейной нагрузки самого предприятия.

Известен способ учета расхода активной электрической энергии (патент WO 2012148316 А1, опубл. 01.11.13), заключающийся в учете расхода активной электрической энергии, при котором осуществляется измерение активной мощности путем непрерывного измерения напряжения и тока в подключенной нагрузке, перемножение измеренного напряжения и тока с умножением на коэффициент мощности нагрузки (косинус угла нагрузки), последующее интегрирование по времени измеренной мощности, что дает учтенный расход активной электрической энергии, потребленной нагрузкой от питающей сети, отличающийся тем, что при несинусоидальности напряжений и токов электрической сети указанное перемножение осуществляют только для значений основной (первой) гармоники напряжения и тока, и косинуса угла между ними. Данный способ позволяет оценивать активную мощность, потребляемую на основной гармонике.

Недостатком способа является невозможность оценить вклад источника искажения как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки.

Известен способ гармонического анализа сигнала (патент РФ №2010246, опубл. 30.03.1994), заключающийся в сравнении исследуемого сигнала с опорным синусоидальным сигналом частотой первой гармоники, при этом в определенные моменты времени для различных фазовых сдвигов между сигналами определяют модули отношений мгновенных значений двух сигналов и по отклонению значений этих модулей отношений между собой судят о степени содержания высших гармоник в исследуемом сигнале.

Недостатком способа является невозможность выявить источник искажения в электрической сети предприятия.

Известен способ выявления и оценки искажающей нагрузки в сети переменного тока (патент РФ №2206099, опубл. 10.06.2003), принятый за прототип. Принцип действия данного способа состоит в определении места подключения искажающей нагрузки к фидерной линии путем определения знака и величины активной мощности высших гармоник. Для упрощения анализа отыскание мощности высших гармоник предлагается заменить измерением составляющей активной мощности основной гармоники идеального симметричного вентиля, предполагаемое введение которого могло бы привести к существующей величине и форме напряжения и тока в контрольной точке сети. Для оценки полной мощности высших гармоник искажающей нагрузки указанную мощность первой гармоники вентиля умножают на коэффициент пропорциональности, зависящий от величин активных сопротивлений участков сети с различных сторон от точки подключения указанной нагрузки.

К недостаткам данного способа следует отнести необходимость в перерыве электроснабжения на время включения в сеть вентиля, а также необходимость определения коэффициентов пропорциональности для оценки мощности искажений, вносимых с различных сторон от места измерения для оценки полной мощности высших гармоник.

Технический результат изобретения заключается в выявлении источника высших гармоник путем включения в сеть фильтрокомпенсирующего устройства, настроенного на частоту исследуемой гармоники, и оценки зависимости тока системы от активного сопротивления фильтрокомпенсирующего устройства. По результатам анализа зависимости происходит выявление источника высших гармоник с целью их дальнейшей компенсации.

Технический результат достигается тем, что в качестве устройства для анализа источников высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, затем снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы IS от активного сопротивления фильтра RФ, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений.

Если зависимость имеет выпуклый характер, превалируют искажения со стороны нагрузки, если зависимость имеет вогнутый характер, либо вогнутый с наличием экстремума, наибольший вклад в искажения вносит питающая сеть, данный опыт проводится для всех гармоник, вклад которых в общую форму кривой тока и напряжения наиболее значителен, на основании данных заключений производится дальнейший способ устройств подавления и компенсации высших гармоник и места их установки с целью повышения качества электроэнергии. Представляется возможность судить о местонахождении источника искажений как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки без перерыва электроснабжения объекта, применения сложных вычислительных устройств, появляется основание для более целесообразного выбора устройств подавления и компенсации высших гармоник и места их установки для повышения качества электроэнергии, что приводит к увеличению ресурса электрооборудования, снижению количества ложных срабатываний устройств автоматики, улучшению качества выпускаемой продукции в условиях предприятия

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 показана схема замещения электрической сети, включающей в себя источник напряжения, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, на фиг. 1: U1, U2, …, Un - источники напряжения различных гармоник, представляющие параметры питающей сети, RS, XS - активное и реактивное сопротивление системы (внутреннее сопротивление источника и питающей линии), RH, XH - параметры линейной нагрузки, I1, I2, … In - источники тока, представляющие нелинейную нагрузку с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, XC, XL, RФ, - параметры фильтрокомпенсирующего устройства. Схему электроснабжения представляют в виде, показанном на фиг. 1, далее в точке измерения подключается фильтрокомпенсирующее устройство, настроенное на частоту исследуемой гармоники, т.е. необходимо выполнение следующего неравенства:

где ωрез - частота резонанса фильтрокомпенсирующего устройства.

Для получения зависимостей тока системы на исследуемой гармонике от активного сопротивления фильтра, представленных на фиг. 2, был произведен анализ уравнения, выражающего ток системы в зависимости от активного сопротивления фильтра.

Уравнение имеет вид:

Сопротивление установленного фильтра считаем чисто активным, поскольку фильтр настроен на исследуемую гармонику. Также принимаем в расчет допущения, согласно которым углы сдвига фаз источника тока (нелинейной нагрузки) и источника напряжения (питающей сети) принимаются равными нулю ( ; ).

В результате проведенных преобразований получена зависимость модуля тока системы от активного сопротивления фильтра в аналитическом виде:

где коэффициенты соответственно равны:

a=(U·RH)2+(I·RH·XH+U·XH)2;

b=2·(U·RH·XH)·(I·RH·XH+U·XH);

c=(U·RH·XH)2;

d=(RS·RH-XS·XH)+(RH·XH+RS·XH+RH·XS);

e=2[(RS·RH-XS·XH)(-XS·XH·RH)+RS·XH·RH(RH·XH+RS·XH+RH·XS)];

f=(-XS·XH·RH)2+(RS·XH·RH)2.

Зависимости модуля тока системы от активного сопротивления включенного фильтрокомпенсирующего устройства при различных сочетаниях источников искажений представлены на фиг. 2, где верхняя кривая - зависимость модуля тока системы на исследуемой гармонике от активного сопротивления фильтрокомпенсирующего устройства при источнике искажений со стороны питающей сети, нижняя кривая - та же зависимость при источнике искажения только со стороны нелинейной нагрузки, пунктирной линией обозначен ток системы без подключения фильтрокомпенсирующего устройства, промежуточные кривые получены при различных сочетаниях искажений как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки.

Способ осуществляется следующим образом - производится оценка наличия высших гармоник в электрической сети, производится расчет и выбор параметров фильтро-компенсирующего устройства, с последующим включением его в сеть и снятие зависимости модуля тока системы от активного сопротивления фильтра на исследуемой гармонике. По анализу данной зависимости производится оценка вклада как питающей сети, так и нелинейной нагрузки, с целью выбора средств для компенсации нелинейных искажений и места установки.

Из полученных расчетным путем результатов следует, что функция, имеющая вогнутый вид либо выпуклый с наличием экстремума (зависимости обозначенные сплошной линией на фиг. 2), указывает на искажение в напряжении, вызванное питающей сетью, если функция имеет выпуклый характер, без наличия экстремумов (зависимости, обозначенные штрих-пунктирной линией на фиг. 2), то наибольшее влияние оказывает искажение тока, вызванное нелинейной нагрузкой.

Достоинством способа выявления источника высших гармоник является простота его реализации, экономичность затрат на устройство для его осуществления, возможность его применения без перерыва в электроснабжении, а также использование на действующих объектах с установленными фильтрокомпенсирующими устройствами.

Способ выявления источника высших гармоник, заключающийся в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, содержащей искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, отличающийся тем, что в качестве устройства для анализа источника высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, затем снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы I от активного сопротивления фильтра R, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений.
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ВЫСШИХ ГАРМОНИК
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ВЫСШИХ ГАРМОНИК
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-40 из 160.
27.06.2014
№216.012.d816

Способ охраны подготовительных выработок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых на больших глубинах при охране подготовительных выработок. Технический результат направлен на повышение устойчивости выработки, уменьшение потерь угля в целиках, исключение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521096
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d8c3

Способ возведения искусственных опор в выработанном пространстве камер

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых. Техническим результатом является использование прочности отработавших, но сохранивших свою целостность шин карьерных самосвалов и другой большегрузной техники, подлежащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521269
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d9bf

Способ прокладки подземного трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Способ заключается в раскопке траншеи, укладке в траншею трубопровода, перекрытии его дна, боковых поверхностей и берм траншеи гибкими коврами с образованием боковых карманов, засыпке их и верха трубопровода грунтом, перекрытии грунта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521521
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.dd85

Способ полной закладки очистных заходок нижних слоев при нисходящей выемке полезного ископаемого

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки мощных залежей слабых руд слоевыми системами разработки в условиях, где необходимо предупредить осадку покрывающих выработанное пространство руд и пород. Техническим результатом изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522495
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de44

Шнековая установка для добычи торфа

Изобретение относится к области разработки полезных ископаемых открытым способом, а именно к передвижным комплексам для разработки торфяных и торфолечебных залежей преимущественно в мерзлом состоянии. Техническим результатом является существенное увеличение производительности комплекса для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522686
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de57

Секция подводного трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Секция подводного трубопровода включает внутреннюю трубу, установленную с зазором внутри внешней трубы. Зазор заполнен закрепленным по винтовой линии на внешней стороне внутренней трубы герметизирующим устройством со сжатым воздухом и гибким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522705
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df36

Способ защиты углеродной футеровки

Изобретение относится к способу защиты углеродной футеровки алюминиевого электролизера при получении алюминия из металлургического глинозема в криолит-глиноземном расплаве и может быть использовано при вводе алюминиевого электролизера в эксплуатацию. Способ защиты углеродной футеровки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522928
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e471

Винтовой конвейер (варианты)

Винтовой конвейер содержит размещенные в несущем желобе (1) с укрытием (2) криволинейной формы с выпуклостью, обращенной вверх, два вала (3, 4) с винтовыми поверхностями (5, 6). По первому варианту укрытие выполнено с закрепленным на его внутренней поверхности и размещенным вдоль продольной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524271
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e473

Наклонный ленточный конвейер

Наклонный ленточный конвейер содержит ленту, опирающуюся на желобчатые роликоопоры, состоящие из двух наклонных боковых роликов (2, 3) и центрального горизонтального ролика (4). На обоих торцевых частях горизонтального ролика закреплены блоки (5, 6) с выступами (7) на их наружной поверхности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524273
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e475

Центрирующее устройство для конвейерной ленты

Центрирующее устройство содержит желобчатую роликоопору (1) грузонесущей ветви (2) конвейерной ленты, установленную с возможностью поворота относительно оси (3) шарнирного узла (4), закрепленной с помощью поперечной балки (5) на прогонах (6, 7) рамы конвейера. Ось шарнирного узла каждого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524275
Дата охранного документа: 27.07.2014
Показаны записи 31-40 из 198.
27.03.2014
№216.012.ae66

Промежуточный линейный привод ленточного конвейера

Привод содержит расположенную под грузонесущей ветвью конвейерной ленты (1) на приводном (2) и натяжном (3) барабанах приводную ленту (4). Верхняя ветвь приводной ленты опирается на желобчатые роликоопоры (5) грузонесущей ветви. На наружной поверхности приводной ленты с шагом, равным шагу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510361
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.03.2014
№216.012.aec9

Гидрофицированная крепь с регулируемым сопротивлением и рекуперацией энергии

Изобретение относится к горному делу, а именно к области крепления кровли очистных выработок с помощью секций механизированных крепей. Гидрофицированная крепь с регулируемым сопротивлением и рекуперацией энергии содержит гидростойку с подключенными к ее поршневой полости предохранительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510460
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.04.2014
№216.012.b3a7

Стенд для ударных испытаний

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность образцов материалов и изделий. Стенд содержит основание, шаровой ударник, приспособление для сброса ударника, закрепленную на основании направляющую трубу для перемещения в ней ударника, выполненную с двумя параллельными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511707
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b3ac

Стенд для испытания длинномерных образцов при многоточечном изгибе

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, опорный элемент в виде трубы, нагружатели, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы нагружателей на трубе и захваты, размещенные по длине образца и связанные с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511712
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b837

Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и коррекции коэффициента мощности. Технический результат заключается в снижении коэффициента искажения синусоидальной формы кривых тока и напряжения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512886
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b903

Скребковый конвейер

Скребковый конвейер содержит замкнутый на приводной и натяжной звездочках двухцепной тяговый контур с закрепленными на цепях (1, 2) скребками (3) и ходовыми опорными катками (4, 5) с возможностью их перемещения по закрепленным на несущем желобе (6) направляющим (7, 8). Каждый скребок выполнен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513091
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba5e

Шахтная подъемная установка

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме, кинематически связанный с приводным блоком и тормозом, приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок. Рама с установленными на ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513438
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7f

Способ прокладки магистрального трубопровода на обводненных и деформируемых грунтовых основаниях

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, прокладываемому на обводненных и деформируемых грунтовых основаниях. Способ прокладки магистрального трубопровода на обводненных и деформируемых грунтовых основаниях включает технические решения, обеспечивающие надежное удержание трубопровода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513471
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bae8

Шнековая установка для добычи торфа

Изобретение относится к к области разработки полезных ископаемых открытым способом, а именно к разработке торфяных и торфолечебных залежей преимущественно в мерзлом состоянии. Техническим результатом является увеличение производительности шнековой установки для добычи торфа. Установка содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513576
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.baeb

Буровзрывомеханический способ скоростного проведения подземных выработок по крепким породам

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам проведения горных выработок по крепким породам буровзрывным и взрывомеханическим способами, и может быть использовано при скоростном проведении подземных горных выработок, штолен, туннелей по крепким породам. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513579
Дата охранного документа: 20.04.2014
+ добавить свой РИД