Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия. Трансформаторный стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия
Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятий относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использован для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара. Стабилизатор трехфазного напряжения содержит вольтодобавочный трансформатор и два трехфазных ключа с общей системой управления. Первичные обмотки силовых трансформаторов основной и вспомогательной подстанций предприятия подключены к сети через первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, вторичные обмотки силовых трансформаторов этих подстанций подключены к потребителям предприятия, а вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора одними выводами подключена к дополнительному электронагревателю и к первому трехфазному ключу, а другими к вторичной обмотке силового трансформатора вспомогательной подстанции, предназначенной для собственных нужд предприятия, к которой также подключен основной электронагреватель. Дополнительный электронагреватель выполнен из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, к точкам соединения которых подключен второй трехфазный ключ, а система управления выполнена с возможностью формирования управляющих импульсов для первого и второго трехфазных ключей и поочередного регулирования их длительности от периода коммутации до нуля, причем сначала у первого ключа при изменении сигнала управления от максимального положительного значения до нуля, а затем у второго ключа при изменении сигнала управления от нуля до максимального отрицательного значения, при этом сигнал управления поступает на систему управления с входа датчика отклонения выходного напряжения основной подстанции, питающей наиболее ответственные потребители предприятия. Технический результат от решения поставленной задачи заключается в рациональном энергопотреблении вследствие улучшения качества напряжения и тока на входе и выходе трансформаторных подстанций и снижения в связи с этим потерь, а также улучшении формы напряжения питания потребителей и повышении точности и быстродействия поддержания его на заданном уровне вследствие существенного уменьшения глубины модуляции добавочного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара.
Известен стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия, который предназначен для включения на стороне высокого напряжения (патент РФ на изобретение №2178232, H02M 5/257, G05F 1/30, 2002, Бюл. №1).
Он содержит силовой и вольтодобавочный трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к сети, трехфазный ключ, подключающий вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора к выходным зажимам трансформаторной подстанции или к зажимам нагрузки, основной электронагреватель, входящий в состав нагрузки, и дополнительный электронагреватель, шунтированный трехфазным ключом, выполненным, например, в виде трехфазного диодного моста, в диагональ которого включен GTO-тиристор или IGBT-транзистор. При изменении длительности проводящего состояния трехфазного ключа устройство обеспечивает плавное регулирование напряжения на входе трансформаторной подстанции и у потребителей вверх и вниз относительно номинального значения за счет плавного изменения величины и смены знака магнитного потока вольтодобавочного трансформатора, работающего в режиме двойного питания.
К недостатку данного технического решения следует также отнести снижение жесткости внешней характеристики стабилизатора и повышение искажений напряжения и тока при расширении диапазона регулирования, увеличение коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора и (или) сопротивления дополнительного электронагревателя. Это, в свою очередь, ухудшает энергетические показатели подстанции и динамические свойства стабилизатора при резких изменениях напряжения в сети, величины и характера нагрузки.
Известен также стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия (патент РФ на полезную модель №113436, Н02М 5/10, Н02М 5/257, G05F 1/30, 2012, Бюл. №4), который взят за прототип.
Он содержит такое же трансформаторное и электронное оборудование, как и предыдущий аналог, но включен на входе группы трансформаторных подстанций предприятия и поэтому имеет улучшенные массогабаритные показатели вольтодобавочного оборудования и не вносит искажения тока в силовой трансформатор основной подстанции предприятия, так как вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора с блоком реостатно-импульсного регулирования подключены к выходу другой подстанции предприятия.
Однако и этому стабилизатору свойственны недостатки, к которым следует отнести снижение жесткости внешней характеристики стабилизатора и повышение искажений напряжения потребителей и тока сети при расширении диапазона регулирования, увеличение коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора и (или) сопротивления дополнительного электронагревателя. Это, в свою очередь, ухудшает энергетические показатели подстанции и динамические свойства стабилизатора при резких изменениях напряжения в сети, величины и характера нагрузки.
Кроме этого, устройство, плавно регулируя напряжение вверх и вниз относительно номинального уровня, создает наибольшие искажения собственно при номинальном напряжении в сети.
Задачей изобретения является улучшение энергетических показателей системы энергоснабжения предприятия за счет полного устранения искажений напряжения и тока при номинальном напряжении в сети и двукратного их уменьшения в процессе стабилизации напряжения у потребителей при отклонениях напряжении в сети вверх и вниз относительно его номинального значения, а также улучшение динамических свойств стабилизатора вследствие повышения жесткости внешней характеристики за счет снижения глубины модуляции добавочного напряжения в два раза.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в рациональном энергопотреблении вследствие улучшения качества напряжения и тока на входе и выходе трансформаторных подстанций и снижения в связи с этим потерь, а также улучшении формы напряжения питания потребителей и повышении точности и быстродействия поддержания его на заданном уровне вследствие существенного уменьшения глубины модуляции добавочного напряжения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что введен второй трехфазный ключ, управляющий вход которого подключен ко второму выходу системы управления, дополнительный электронагреватель выполнен из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, к точкам соединения которых подключен второй трехфазный ключ, а система управления выполнена с возможностью формирования управляющих импульсов на первом и втором выходах и в процессе снижения напряжения поочередного регулирования их длительности от периода коммутации до нуля, причем с начало на первом выходе при изменении сигнала управления на ее входе от максимального положительного значения до нуля, а затем на втором выходе при изменении сигнала управления на ее входе от нуля до максимального отрицательного значения.
Улучшение указанного технического результата от решения поставленной задачи достигается тем, что число последовательно соединенных электронагревательных элементов у дополнительного электронагревателя и равное им число трехфазных ключей и соответствующих выходов системы управления больше двух, при сохранении системой управления принципа поочередного изменения длительности проводящего состояния трехфазных ключей, при этом увеличение числа последовательно соединенных электронагревательных элементов у дополнительного электронагревателя и соответственно числа трехфазных ключей и выходов системы управления производят кратно двум.
Кроме этого, решается задача упрощения реализации устройства. Решение этой дополнительной задачи достигается тем, что в качестве последовательно соединенных электронагревательных элементов дополнительного электронагревателя используют часть электронагревательных элементов от основного электронагревателя этого или другого предприятия.
Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия представлен на чертеже.
Он содержит силовой трансформатор 1 основной подстанции, вольтодобавочный трансформатор 2, первый трехфазный ключ 3 и второй трехфазный ключ 4 с общей для них системой управления 5, датчик отклонения напряжения 6 нагрузки, основной электронагреватель 7, дополнительный электронагреватель 8, содержащий два (или большее кратное двум) последовательно соединенных электронагревательных элемента, сеть 9 и нагрузку 10, к которой относятся наиболее критичные к качеству напряжению потребители, а также силовой трансформатор 11 другой наименее загруженной подстанции с нагрузкой 12, имеющей менее критичные к качеству напряжения потребители.
Элементы устройства соединены следующим образом.
Первичные обмотки силовых трансформаторов 1 и 11 подстанций предприятия соединены параллельно и через первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора 2 подключены к сети 9. Вторичная обмотка силового трансформатора 1 соединена в звезду с нулевым проводом и подключена к нагрузке 10, в состав которой входят наиболее критичные к качеству напряжения потребители. Вход датчика отклонения напряжения 6 подключен к нагрузке 10, а его выход к управляющему входу системы управления 5 первым и вторым трехфазными ключами 3 и 4. Одни выводы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 подключены к вторичной обмотке силового трансформатора 11 другой наименее загруженной подстанции, имеющей менее критичные к качеству напряжения потребители, названные нагрузкой 12, в состав которой входит основной электронагреватель 7, а другие выводы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 подключены к первому трехфазному ключу 3 и к дополнительному электронагревателю 8, выполненному из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, к точкам соединения которых подключен второй трехфазный ключ 4. В зависимости от типа применяемых в устройстве трехфазных ключей 3 и 4 система управления 5 может быть асинхронной или синхронизированной с сетью 9.
Подготовка устройства к работе заключается в изучении системы электроснабжения предприятия и с учетом его особенностей в выборе параметров стабилизатора и настройке следующих уровней напряжения:
- максимальная вольтодобавка задается коэффициентом трансформации вольтодобавочного трансформатора 2 и при минимальном напряжении в сети 9 и номинальной нагрузке 10 и 12 обеспечивает номинальное напряжение у потребителей предприятия. Уровень максимальной вольтодобавки задается при непрерывно включенном первом трехфазном ключе 3;
- промежуточный (номинальный) уровень напряжения устройства задается сопротивлением первого электронагревательного элемента дополнительного электронагревателя 8 и характеризуется тем, что при номинальном напряжении в сети 9 и номинальной нагрузке 10 и 12 обеспечивает номинальное напряжение у потребителей предприятия. Он задается при полностью выключенном первом трехфазном ключе 3 и непрерывно включенном втором трехфазном ключе 4;
- максимальная вольтоотбавка задается суммарным сопротивлением первого и второго электронагревательных элементов дополнительного электронагревателя 8 и при максимальном напряжении в сети 9 и номинальной нагрузке 10 и 12 обеспечивает номинальное напряжение у потребителей предприятия.
Уровень максимальной вольтоотбавки задается при полностью выключенных первом и втором трехфазных ключах 3 и 4.
Устройство, представленное на чертеже, работает следующим образом.
При максимально пониженном напряжении в сети 9 система управления 5 подает непрерывные управляющие импульсы на первый и второй трехфазные ключи 3 и 4, включается только первый ключ 3 и вольтодобавочный трансформатор 2 повышает напряжение на входе силовых трансформаторов 1, 11 и на их нагрузках 10, 12 до заданного, например номинального, уровня за счет наведения на первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора 2 ЭДС, синфазную с напряжением нагрузки 12. В этом режиме дополнительный электронагреватель 8, его элементы и второй трехфазный ключ 4 закорочены первым трехфазным ключом 3 и обесточены, т.е. отключены.
При повышении напряжения в сети 9 от максимально пониженного до номинального устройство уменьшает длительность проводящего состояния первого трехфазного ключа 3 от периода коммутации до нуля и на интервалах его бестоковых пауз включается второй трехфазный ключ 4, вводя в цепь вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 сопротивление первого электронагревательного элемента дополнительного электронагревателя 8. При этом реостатно-импульсном регулировании происходит плавное уменьшение напряжения вольтодобавки в первом поддиапазоне от максимального до промежуточного уровня.
При дальнейшем повышении напряжения в сети 9 от номинального до максимально пониженного уровня устройство при выключенном первом трехфазном ключе 3 уменьшает длительность проводящего состояния второго трехфазного ключа 4 от периода коммутации до нуля и на интервалах его бестоковых пауз вводит в цепь вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 суммарное сопротивление первого и второго электронагревательных элементов дополнительного электронагревателя 8. Таким образом в цепи вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 с частотой коммутации чередуется включение то одного, то двух сопротивлений. При этом происходит плавное уменьшение напряжения вольтодобавки во втором поддиапазоне от промежуточного до минимального уровня.
Дополнительный нагревательный элемент 8 в режиме полной вольтоотбавки устраняет дроссельный режим вольтодобавочного трансформатора 2 и выполняет роль защиты трехфазных тиристорных ключей 3 и 4 от перенапряжений.
Наиболее рациональной областью применения являются молокозаводы, мясокомбинаты с двух- и трехтрансформаторными подстанциями, в производстве которых используются импортные автоматические линии, требующие высокого качества питающего напряжения, а в технологическом процессе используются нагревательные элементы для производства горячей воды и пара. Устройство может также найти применение на птицефабриках, молочнотоварных фермах, в энергосистемах поселков леспромхозов, на предприятиях по производству безалкогольных напитков.
1. Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия, в состав потребителей которого входит основной электронагреватель, содержащий вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого одними выводами подключена к сети, а другими к первичным обмоткам всех силовых трансформаторов подстанций предприятия, вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора одними выводами подключена к дополнительному электронагревателю и к первому трехфазному ключу, а другими к вторичной обмотке силового трансформатора дополнительной подстанции, предназначенной для собственных нужд предприятия, к которой также подключен основной электронагреватель, при этом управляющий вход первого трехфазного ключа подключен к первому выходу системы управления, а вход системы управления через датчик отклонения напряжения подключен к вторичной обмотке силового трансформатора основной подстанции, отличающийся тем, что введен второй трехфазный ключ, управляющий вход которого подключен ко второму выходу системы управления, дополнительный электронагреватель выполнен из двух последовательно соединенных электронагревательных элементов, к точкам соединения которых подключен второй трехфазный ключ, а система управления выполнена с возможностью формирования управляющих импульсов на первом и втором выходах и в процессе снижения напряжения поочередного регулирования их длительности от периода коммутации до нуля, причем сначала на первом выходе при изменении сигнала управления на ее входе от максимального положительного значения до нуля, а затем на втором выходе при изменении сигнала управления на ее входе от нуля до максимального отрицательного значения.
2. Стабилизатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что число последовательно соединенных электронагревательных элементов у дополнительного электронагревателя и равное им число трехфазных ключей и соответствующих выходов системы управления больше двух при сохранении системой управления принципа поочередного изменения длительности проводящего состояния трехфазных ключей, при этом увеличение числа последовательно соединенных электронагревательных элементов у дополнительного электронагревателя и соответственно числа трехфазных ключей и выходов системы управления производят кратно двум.
3. Стабилизатор напряжения по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве последовательно соединенных электронагревательных элементов дополнительного электронагревателя используют часть электронагревательных элементов от основного электронагревателя.
4. Стабилизатор напряжения по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве последовательно соединенных электронагревательных элементов дополнительного электронагревателя используют часть электронагревательных элементов от электронагревателя другого недалеко расположенного предприятия.
www.findpatent.ru
§73. Стабилизаторы напряжения | Электротехника
В схемах стабилизации напряжения используют резисторы, полупроводниковые приборы или реакторы с линейной и нелинейной вольт-амперными характеристиками. Если включить линейный элемент, например реактор L1, последовательно с нагрузкой Rн, а нелинейный насыщающийся реактор L2 — параллельно ей (рис. 243), то при изменении входного напряжения Uвх в некоторых пределах выходное напряжение Uвых будет оставаться постоянным. Объясняется это тем что нелинейный реактор L2 работает в режиме насыщения и напряжение на его зажимах практически не изменяется при изменении проходящего по нему тока. Поэтому при изменении напряжения Uвх происходит перераспределение напряжений между последовательно включенными реакторами L1 и L2 и весь прирост напряжения Uвх приходится на линейный реактор L1.
Напряжение же на нелинейном реакторе, параллельно которому включена нагрузка Rн, будет стабилизированным в некоторых пределах, зависящих от вольт-амперной характеристики нелинейного реактора и пределов изменения напряжения Uвх. Такой стабилизатор напряжения называют ферромагнитным. Недостатками его являются низкий коэффициент мощности и значительные габаритные размеры стабилизатора.
Для уменьшения габаритных размеров стабилизатор выполняют с объединенной магнитной системой, а для повышения коэффициента мощности параллельно нелинейному реактору включают конденсатор С (рис. 244, а). Такой стабилизатор называют феррорезонансным. Первичная обмотка 3 стабилизатора, на которую подается напряжение Uвх, расположена на участке 2 магнитопровода, по которому проходит магнитный поток Ф2. Этот участок имеет большое поперечное сечение, вследствие чего он находится в ненасыщенном состоянии. Вторичная обмотка 4, к которой подключается нагрузка Rн, расположена на участке 5 магнитопровода с малым поперечным сечением и, следовательно, находится в насыщенном состоянии. Поэтому при изменении напряжения Uвх и магнитного потока Ф2 магнитный поток Ф3 и индуцируемая в обмотке 4 э. д. с. изменяются незначительно. Так же незначительно изменяется и выходное напряжение Uвых. При увеличении
Рис. 243. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на реакторах
Рис. 244. Схемы феррорезонансного стабилизатора напряжения
потока Ф2 та его часть, которая не может проходить по участку 5, замыкается в виде потока Ф1 через магнитный шунт 1.
При подаче на обмотку 2 синусоидального напряжения Uвх напряжение Uвых будет несинусоидальным. Поток Ф1 проходит через магнитный шунт только в те моменты времени, когда поток Ф2 приближается к амплитудному значению и участок 5 переходит в режим насыщения. Чтобы повысить точность стабилизации напряжения, на части 2 магнитопровода стабилизатора размещают компенсационную обмотку 6 (рис. 244,б), включенную в цепь нагрузки последовательно с вторичной обмоткой 4, но так, чтобы индуцируемые в них э. д. с. были противоположны по фазе. В результате этого напряжение Uвыx определяется разностью э. д. с. во вторичной и компенсационной обмотках. При увеличении напряжения Uвх и потока Ф2 напряжение Uвыx поддерживается постоянным не только из-за малого изменения потока Ф2 как в стабилизаторе (см. рис. 244, а), а также благодаря возрастанию э. д. с. в компенсационной обмотке 6.
Промышленность выпускает феррорезонансные стабилизаторы напряжения мощностью от 100 Вт до 8 кВт. Эффективность стабилизации характеризуется коэффициентом стабилизации, показывающим, во сколько раз уменьшается относительное изменение выходного напряжения ?Uвых/Uвых по сравнению с относительным изменением входного напряжения ?Uвх/Uвх.
electrono.ru
Стабилизаторы переменного напряжения — WiKi
Стабилизатор переменного напряжения (англ. Voltage regulator) — устройство, на выходе которого обеспечивается стабильное переменное напряжение той же частоты, что и питающее напряжение.[1]:6
Стабилизированный источник переменного напряжения (англ. Power conditioner) — устройство, на выходе которого обеспечивается переменное стабильное напряжение с частотой, не зависящей от частоты питающего напряжения.[1]:6
Кроме стабилизаторов, на выходе которых напряжение соответствует номинальному напряжению на входе, существуют варианты конструкций с со стабилизированным переменным напряжением на выходе, отличающимся от напряжения на входе.[1]:30
Существует ряд продолжительных изменений характеристик напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети: отклонение частоты; медленные изменения напряжения; колебания напряжения; фликер.[2] Даже при использовании в качестве источников питания мощных энергосистем напряжение сети подвержено медленным и кратковременным колебаниям. Медленные колебания вызваны постепенным подключением или отключением потребителей и повторяются каждые сутки. Кратковременные колебания связаны с переходными процессами при коммутации потребителей.[1]:5
Трансформатор со стабилизированным вторичным напряжением — трансформатор, предназначенный для ограничения влияния колебаний первичного напряжения.[3]:п. 3.101
Феррорезонансные
Феррорезонансный стабилизатор напряжения является статическим аппаратом, в котором явление феррорезонанса токов используется для преобразования нестабильного сетевого напряжения в напряжение, эффективная величина которого практически постоянна. Может применятся в автоматических установках, для питания бытовой электроники, для преобразования однофазной системы напряжений в симметричную техфазную.[4]
Одним из важнейших свойств феррорезонансных стабилизаторов является практически безынерционное действие. Изменения входного напряжения в пределах рабочего диапазона приводят только к изменениям формы кривой напряжения на выходе: действующее (или среднее за полупериод) значение последнего остается практически неизменным. Возможно их применение для устройств, чувствительных к резким кратковременным (на протяжении нескольких полупериодов) изменениям питающего напряжения. Недостатками являются: зависимость стабилизированного напряжения от частоты источника питания, несинусоидальность формы кривой выходного напряжения, чувствительность к виду нагрузки, большой вес на единицу выходной мощности.[5]
Физические процессы в таких стабилизаторах можно сравнить с качелями. Раскачанные до определенной силы качели сложно остановить или резко заставить качаться быстрее. Катаясь на качелях не обязательно отталкиваться каждый раз — энергия колебания делает процесс инерционным. Увеличить или уменьшить частоту колебаний тоже сложно — качели имеют свой резонанс. В феррорезонансных стабилизаторах происходят электромагнитные колебания в колебательном контуре ёмкости и индуктивности.
Данный вид стабилизаторов может применяться в комплексе с механизмами, вносящими сильные помехи в электросеть.
Стабилизатор производства ГДРВо времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.
Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.
Из-за своей простоты устройства популярны в быту для стабилизации напряжения отдельных устройств: холодильников, телевизоров и т. д.
Ферромагнитный
Ферромагнитный стабилизатор напряжения является электромагнитным аппаратом, основанным на использовании процессов насыщения железных сердечников. Используется для преобразования нестабильного сетевого напряжения в напряжение средняя величина которого практически постоянна. Разделяются на стабилизаторы параметрического типа и компенсационного типа с подмагничиваемыми исполнительными органами.[6]
Автотрансформаторы
Регулировка напряжения в электромеханических (электродинамических) стабилизаторах осуществляется вручную или автоматически, путём перемещения токосъёмного узла по обмотке трансформатора, что обеспечивает плавное изменение коэффициента его трансформации до достижения заданной величины выходного напряжения.
Это единственный тип стабилизаторов, обеспечивающий плавную регулировку напряжения не внося при этом искажений в форму синусоиды. Стабилизаторы этого типа обладают достаточно высокой точностью удержания выходного напряжения (2..3 %) и обеспечивают наиболее комфортный режим питания бытовой техники. Они успешно используются как в быту так и на производствах.
Однако, существует несколько ограничений области их применения: первое — невозможность работы при отрицательных температурах (в силу наличия открытых токоведущих поверхностей и опасности короткого замыкания из-за выпадения конденсата). Кроме этого, электромеханические стабилизаторы обладают сравнительно узким диапазоном входных напряжений (как правило, 150—260 Вольт) и невысокой скоростью регулировки, ограниченной скоростью перемещения сервоприводом токосъёмного узла.
В качестве токосъёмного элемента используются графитовые щётки или ролики с графитовым напылением. Роликовый токосъёмный узел менее капризен по отношению к запылению, однако требует проведения профилактических работ направленных на предотвращение заклинивания, поэтому такая конструкция используется, как правило, в промышленных стабилизаторах, а щёточный узел устанавливается в бытовых моделях. Скорость износа токосъёмных элементов обоих типов примерно одинакова и, в зависимости от интенсивности использования, через 7-11 лет требуется его замена.
Электронные ступенчатые стабилизаторы регулируют напряжение, переключая обмотки специального трансформатора посредством электронных ключей. Ключи управляются процессором по специальной программе. В настоящее время существует два типа электронных стабилизаторов напряжения: с полупроводниковыми и релейными ключами. Последние было бы правильнее отнести к электронно-механическим, так как реле является электромеханическим элементом. табилизаторы имеют большое быстродействие, поэтому применяются в комплексе с дорогостоящим оборудованием, требующем защиты от всех аномалий сети. Их также используют в жилых домах и на производствах. К преимуществам электронных стабилизаторов напряжения можно отнести их возможность работы при отрицательных температурах окружающей среды.
Вольтдобавочные трансформаторы
Вольтодобавочный трансформатор — трансформатор питания малой мощности, вторичная обмотка которого включается последовательно в цепь, в которой он изменяет напряжение.[7]
Инверторный
Стабилизаторы напряжения инверторного типа преобразуют переменное напряжение в постоянное и накапливают энергию, заряжая промежуточные ёмкости.
Далее с помощью электронного генератора преобразуют постоянное напряжение опять в переменное, но уже с устойчивыми характеристиками.
Данные устройства успешно применяют для обеспечения работы медицинского и спортивного оборудования.
Электромашинные
Этот стабилизатор работает по принципу преобразования электроэнергии в кинетическую электродвигателем и далее преобразования её обратно в электрическую с помощью генератора. Накопление кинетической энергии и стабилизация выходного напряжения при провалах питающего напряжения производится маховиком, жестко связанным с роторами двигателя и генератора.
Такие стабилизаторы обычно применяются для стабилизации напряжения в трехфазных системах напряжения. Даже при сильных скачках и провалах напряжения питающей сети, скорость вращения маховика остается почти неизменна, поэтому практически неизменно выходное напряжение генератора.
Импульсные всплески гасятся за счет большой инерции маховика. Скорость же вращения маховика зависит не от величины входного напряжения, а от фазной частоты.
Данные системы широко использовались для питания БЭВМ. В настоящее время используются редко. В основном на объектах стратегического значения.
Силовая электроника
Электронные стабилизаторы непрерывного действия регулируют напряжение, изменяя либо сопротивление регулирующего элемента, как правило — транзистора, либо включая и выключая регулирующий элемент с высокой частотой (десятки килогерц), и управляя временем включенного и выключенного состояния регулирующего элемента (чаще всего IGBT транзистор). Такой метод регулирования называется ШИМ (широтно-импульсная модуляция).
Стабилизаторы, использующие высокочастотную ШИМ, на данный момент являются наиболее совершенной реализацией стабилизатора переменного напряжения, и при правильном исполнении ближе всего к понятию «идеальный стабилизатор». В отличие от стабилизаторов инверторного типа, в них не происходит предварительного преобразования переменного напряжения в постоянное, а преобразованию подвергается непосредственно входное переменное напряжение, что обеспечивает им высокий КПД и приемлемую стоимость.
Источники бесперебойного питания
Подобно стабилизаторам инверторного типа, источники бесперебойного питания также накапливают энергию, но не в ёмкости, а в аккумуляторы.
После этого также, с помощью собственного генератора выдают напряжение с нужными характеристиками.
Устройства бесперебойного питания популярны для работы в комплексе с вычислительной техникой. Кроме обеспечения стабильного напряжения, устройства исключают сбои программного обеспечения при аварийных отключениях питания.
ru-wiki.org
Стабилизаторы напряжения | АльянсЭнерго
Стабилизаторы напряжения служат для поддержания постоянного напряжения в сети, защищая ваше оборудование от его скачков.
Марка
Мощность
Количество фаз
Показано 2 из 83 элементов каталога.
 | Однофазные стабилизаторы напряжения «САТУРН» серии 1000 | СНЭ-О-14*, СНЭ-О-17*, СНЭ-О-20*, СНЭ-О-25, СНЭ-О-30, СНЭ-О-33, СНЭ-О-40, СНЭ-О-44, СНЭ-О-50, СНЭ-О-55, СНЭ-О-60, СНЭ-О-50*, СНЭ-О-60*, СНЭ-О-70, СНЭ-О-80, СНЭ-О-90, СНЭ-О-100, СНЭ-О-110, СНЭ-О-120, СНЭ-О-140, СНЭ-О-165... |
| Однофазные стабилизаторы напряжения «САТУРН» серии 500 | СНЭ-О-4, СНЭ-О-5, СНЭ-О-7, СНЭ-О-7*, СНЭ-О-8, СНЭ-О-8*, СНЭ-О-10, СНЭ-О-10*, СНЭ-О-14, СНЭ-О-17, СНЭ-О-20 |
Выбор стабилизатора
Стабилизатор может быть однофазным и трехфазным. Если в сети трехфазная нагрузка, то соответственно вам нужен трехфазный стабилизатор. Выбор трехфазного стабилизатора оправдан при превышении нагрузки 8-10 кВа на фазу для равномерного распределения нагрузки.
После выбора типа стабилизатора нужно определить полную потреблямую нагрузкой мощность. Полная мощность указывается в вольт-амперах, активная в ваттах. Между собой они связаны коэфициентом cosφ. Если в документации подключаемого прибора мощность не указана, то ее вычисляют из данных на напряжение и силу тока: P=U*I/cosφ, в случае если нет информации по коэфициенту cosφ то можно задать его равным 0,7.
В приборах с активной нагрузкой (энергия преобразуется в тепло — лампы накаливания, чайники, утюги, и т.п.) cosφ=1, поэтому численное значение мощности не изменится. Однако, если в приборах с реактивной нагрузкой (имеют двигатели (катушки индуктивности) или конденсаторы — дрели, холодильники, микроволновые печи и т.п.) мощность нагрузки приведена в Вт, то её следует привести к ВА вышеприведенной формулой.
После расчета и сложения мощностей всех электроприборов получится необходимая мощность стабилизатора. При использовании приборов с высокими пусковыми тока следует увеличить мощность стабилизатора на 20-30%.
Для бытовых приборов допустимое отклонение питания лежит в пределах 5%. Исходя из документации приборов по допустимому отклонению напряжения выбор стабилизатора останавливается на модели с большей точностью стабилизации.
Таблица мощностей приборов
| Тип прибора | Мощность | Тип прибора | Мощность |
| Фен для волос | 450-2000 | Компрессор | 750-2800 |
| Дрель | 400-1000 | Телевизор | 100-400 |
| Утюг | 500-2000 | Водяной насос | 500-900 |
| Перфоратор | 600-1400 | Холодильник | 150-600 |
| Электроплита | 1100-6000 | Циркулярная пила | 1800-2100 |
| Электроточило | 300-1100 | Духовка | 1000-2000 |
| Тостер | 600-1500 | Кондиционер | 1000-5000 |
| Дисковая пила | 750-1600 | СВЧ – печь | 1500-2000 |
| Кофеварка | 800-1500 | Электромоторы | 550-3000 |
| Электрорубанок | 400-1000 | Компьютер | 400-750 |
| Обогреватель | 1000-2400 | Вентиляторы | 750-1700 |
| Электролобзик | 250-700 | Электрочайник | 1000-2000 |
| Гриль | 1200-2000 | Сенокосилка | 750-2500 |
| Шлифовальная машина | 650-2200 | Электролампа | 20-250 |
| Пылесос | 400-2000 | Насос высокого давления | 2000-2900 |
X
Заполнив форму Вы можете получить квалифицированный ответ наших специалистов, информацию о цене и наличии на складе.
Имя
Контактная информация
Сообщение
Отправить
all-energo.ru
виды, характеристики, назначение :: SYL.ru
Аппараты, стабилизирующие электричество, выпускают номиналами мощности от 10 до 20 кВт для бытовых целей и от 15 до 100 кВт – для промышленной сферы. По диапазону изменения входного напряжения допустимого для регулирования стабилизатором, они бывают обычные и расширенного диапазона.
Что такое стабилизаторы напряжения трехфазные и где их применяют
Стабилизатором напряжения трехфазным называют устройство, которое подключается к трехфазной сети (380 В, 50 Гц – частота тока переменного) и призвано поддерживать напряжение на каждой фазе выхода в стандартных пределах 220 В +,- 5%, нивелируя все скачки и просадки электричества на его входе. Стабилизаторы напряжения трехфазные состоят из трех однофазных стабилизаторов, объединенных в схему. Каждый отдельный блок выполнен на базе своего трансформатора и платы контроллера для реагирования изменения входного электричества. Параметры каждого отдельного устройства одинаковы с остальными.
Применяют трехфазные стабилизаторы напряжения для дома, когда разгружают входной трансформатор, используя все три фазы. Каждая из них питает отдельную линию нагрузки. В промышленных целях стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт и выше используют для запитывания агрегатов, работающих от трехфазной сети питания (мощные электродвигатели и нагреватели).
Принцип действия стабилизаторов
Простейшие трехфазные стабилизаторы напряжения для дома принцип действия имеют такой, который основан на свойстве трансформатора повышать либо понижать напряжение на своем выходе в зависимости от того, как оно изменяется на входе. Трансформатор, используемый в стабилизаторе, имеет выходную обмотку, с которой возможно снимать электроэнергию, перемещаясь по виткам. То есть, когда напряжение на входе соответствует номиналу, обмотка выдает номинальное выходное его значение. Если напряжение на входе изменилось, например, на 20 % от номинального, то контроллер преобразует эту разницу, подавая сигнал на устройство перемещения по виткам выходной обмотки трансформатора. Последнее, в свою очередь, занимает такое положение, что увеличивается либо уменьшается количество витков выходной обмотки, а параметры электричества на выходе остаются неизменными.
Бывают системы стабилизации с плавной регулировкой либо ступенчатой. Если контроллер основан на электромеханической системе, то она может иметь небольшую инерцию при резких и быстрых изменениях входного напряжения.
Феррорезонансный стабилизатор
Промышленный стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт является наиболее простой и надежной системой. Он позволяет быстро регулировать и точно стабилизировать электричество (отклонение не выше 3 %), исключает разрыв фазы и может работать при температурах ниже -40 градусов.
Недостаток системы: в маленьком диапазоне входных регулируемых параметров, в процессе работы наводятся помехи, создаются сильные шумы. Такие стабилизаторы напряжения трехфазные очень громоздки.
Стабилизаторы электромеханического типа
Электромеханические трехфазные стабилизаторы напряжения эффективно работают в электрических сетях и линиях, где изменение сетевых параметров не имеет резкого характера. Выходное напряжение изменяется за счет передвижения щетки токосъемного контакта по виткам выходной катушки трансформатора. При этом скорость регулировки электричества довольно медленна и не превышает 15 Вольт за секундный интервал времени. Агрегаты имеют повышенную шумность и высокое искрообразование в процессе эксплуатации, зато они точны по мощности.
Релейные стабилизаторы напряжения
В этих типах устройств переключение витков трансформатора реализовано на релейной схеме (реле электромагнитное). Системы обладают высокими показателями реагирования на изменение входного напряжения и долговечны в работе, но точность выравнивания электроэнергии у них невысокая.
Электронные схемы стабилизации
Имеются ввиду тиристоры, симисторы. Стабилизаторы трехфазные, которые нашли самое широкое применение благодаря универсальной схеме. Она позволяет получать высокую скорость срабатывания, высокоточность преобразования напряжения на выходе и работать в линиях со скачками электроэнергии в широких пределах. Процесс переключения выходных обмоток трансформатора реализован на электронных ключах и происходит ступенчато.
Характеристики стабилизаторов напряжения
Прежде чем приобрести стабилизирующее устройство, необходимо проанализировать его основные параметры:
- Мощность полная. Стабилизатор напряжения имеет возможность пропустить только определенную силу тока, на которую рассчитаны его обмотки, поэтому необходимо точно знать, какую суммарную мощность будет потреблять нагрузка линии. При этом следует учитывать токи включения приборов и устройств и брать стабилизатор с запасом по мощности, отталкиваясь от расчетов.
- Широта диапазона напряжения на входе. Параметр показывает, при каких минимальных и максимальных значениях входного электричества аппарат имеет возможность выполнять стабилизирующую функцию. Важно помнить, что чем больше диапазон, тем может быть меньшей точность стабилизации.
- Точность выравнивания напряжения. Выпускают устройства низкого показателя точности, разброс регулировки у которого составляет +,- 7% и высокоточные стабилизаторы. Первые относительно недороги и подходят для питания бытовой аппаратуры. Для всех высокоточных приборов и дорогостоящей аппаратуры предпочтительней второй вариант стабилизаторов.
- Степень быстродействия. Зависит от системы управления выходной обмоткой трансформатора в стабилизаторе. Этот параметр важен при частых перепадах напряжения в сети, особенно при запитывании ответственных объектов, больниц, например, где важна стабильность работы поддерживающих жизнеобеспечение устройств, либо чувствительных сетей бесперебойных систем питания.
- Наличие систем защиты. Защита может осуществляться по входному напряжению. То есть когда параметры электричества на входе устройства выходят за пределы, которые может регулировать стабилизатор, тогда система отключает нагрузку. Защита при перегрузках и токах короткого замыкания в питающей линии. Она отключает стабилизатор от линии, сохраняя от сгорания его силовую схему и контроллер. Защита нагрузки при выходе из строя элементов стабилизатора разрывает цепь на выходе стабилизатора. Тепловая защита стабилизатора включает системы вентиляции при повышении допустимой температуры частей схемы либо, вообще, отключает прибор при возможности перегрева.
- Вид регулировки напряжения. Бывают устройства регулировки плавной, а бывают ступенчатой. К первым системам относится электромеханика и стабилизация на усилителях магнитного типа. Ко вторым – системы релейные и электронные.
- Климатическое исполнение устройства. Показывает, в каком температурном режиме и влажности может работать трехфазный стабилизатор напряжения 3 кВт и выше.
- Уровень шума, производимого аппаратом. Самые большие децибелы выдают системы на усилителях магнитных, чуть ниже электромеханические. Щелчки производят релейные стабилизаторы напряжения трехфазные, электронные не шумят.
Когда выгоднее ставить трехфазный и однофазный стабилизаторы
Часто случается так, что для запитывания большого дома используют трехфазное напряжение, распределяя каждую фазу на свою линию. Как поступить в этом случае: поставить трехфазный стабилизатор или на каждую линию отдельно свой собственный однофазный? На первый взгляд может показаться, что разницы нет ведь в трехфазном собраны те же однофазные стабилизаторы только в одном корпусе. Но отличие существенно, потому что система безопасности трехфазного устройства отключает нагрузку при наличии аварии на любой фазе. Поэтому если в цепи не предусмотрены устройства трехфазного питания, то, чтобы не остаться полностью без электричества, лучше регулировать напряжение каждой фазы своим стабилизатором.
Если же в хозяйстве есть трехфазные двигатели, тогда подключение трехфазного стабилизатора напряжения неизбежно. Но когда вопрос за деньгами не стоит, лучше применить комбинированную систему – линии запитать однофазниками, а трехфазное оборудование отдельно идентичным стабилизатором. В промышленной сфере применяют только промышленный стабилизатор напряжения трехфазный.
Заключение
Правильное подключение любых стабилизаторов напряжения могут осуществить только профессиональные электрики, которые имеют допуск к работе с высоковольтными сетями.
www.syl.ru
