16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/39/2658.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 11 (39) ноябрь 2003 года

Экономичная система распределения электроэнергии на постоянном токе

Наука и новые технологии Марк Зелинский

ОАО Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева была создана система для распределения электроэнергии от шин общего источника напряжения постоянного тока на объектах, на которых потребителями электроэнергии являются высокоточные системы автоматического управления. Она позволяет устранить помехи по цепям питания, уменьшить сечения проводов каждой линии электропередачи, обеспечить напряжения на потребителях электроэнергии до необходимой величины, отличной от напряжения на общем источнике без специального вторичного преобразователя.

Новая система в первую очередь предназначена для распределения мощности между одновременно работающими потребителями электроэнергии, например на космических аппаратах.

Недостатками существующих аналогов распределения электроэнергии от общего источника по потребителям являются:

1) возникновение электрических помех на выходных клеммах или распределительных шинах общего источника электроэнергии вследствие пусковых токов;

2) возникновение пульсаций напряжения на распределительных шинах источника вследствие отключения потребителей с большой индуктивностью (обмоток реле, двигателей, приводов);

3) возникновение высокочастотных пульсаций напряжения вследствие переходных процессов в линиях, поскольку линии с распределенными параметрами являются динамическим звеном чистого запаздывания, склонным к резонансам на различных частотах;

4) возникновение электромагнитных помех вокруг кабелей, доставляющих электроэнергию к потребителям, вследствие изменения в этих кабелях величины потребляемого тока и передача этих помех через электромагнитные поля и третьи цепи в другие электрические цепи, например измерительные;

5) возникновение помех на клеммах общего источника вследствие потери динамической устойчивости системы источник - потребитель при случайном стечении неблагоприятных условий в системе электроснабжения;

6) возникновение помех на общих распределительных шинах при возникновении коротких замыканий у отдельных потребителей или просто при подключениях потребителей, имеющих на входе конденсаторные фильтры.

При этом у потребителей электроэнергии, содержащих вычислительные устройства, высокоточные системы автоматического управления, при помехах по цепи питания возникают сбои в работе, приводящие к нарушению работоспособности, к выходу из строя дорогостоящей материальной части, а при использовании таких систем на космических объектах или на воздушном транспорте - к появлению опасности для здоровья и жизни экипажа и пассажиров.

В конце 1990-х годов во многих фирмах США, Европы, России и Японии наблюдалось широкое применение для коммутации потребителей электроэнергии полупроводниковых ключей, сущность которых состоит в использовании вместо электромеханических контактов, подающих напряжение к потребителям, полевых транзисторов. Эти ключи, кроме простой подачи питающего напряжения, выполняли ряд дополнительных функций, но все же не были способны решить все проблемы, связанные с распределением электроэнергии по потребителям от общего источника. Линии электропередачи до сих пор остаются источниками и приемниками различного рода помех (от динамических переходных процессов системы источник-потребитель, от переходных процессов в линиях, связанных с падающими и отраженными волнами, от несогласованности волновых сопротивлений линий и потребителей, от наводок и т.д.).

Актуальность борьбы с помехами в сетях постоянного тока возникла в связи с широким применением среди потребителей электроэнергии компьютеров, различного рода адаптеров (тоже по существу вычислителей), программников и точной измерительной аппаратуры, использующих современную микроминиатюрную элементную базу и микропроцессоры.

Новая система, разработанная в ОАО Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева, лишена всех вышеупомянутых недостатков и позволяет устранить помехи по цепям питания, уменьшить сечения проводов каждой линии электропередачи, обеспечить напряжения на потребителях электроэнергии до необходимой величины, отличной от напряжения на общем источнике без специального вторичного преобразователя.

В этой системе коммутаторы, установленные на шинах общего источника, выполнены в виде статического преобразователя напряжение-ток, а коммутаторы, установленные на конце линий электропередачи, выполнены в виде статического преобразователя ток-напряжение, представляющего собой параллельный транзисторный ключ, к которому подключен широтно-импульсный модулятор с конденсаторным фильтром на выходе. При этом между транзисторным ключом и конденсаторным фильтром подсоединен диод в прямом направлении для исключения обратной реакции по напряжению в линию питания от потребителя электроэнергии.

В результате удалось добиться того, что:

1) не возникает помех в линиях от изменения потребляемой мощности приемниками электроэнергии;

2) допустимо уменьшение сечения проводов каждой линии, отходящей от шин общего источника, за счет вновь появившейся возможности по увеличению напряжения и возможности по увеличению допустимого падения напряжения в этих проводах;

3) имеется возможность обеспечить на потребителях электроэнергии напряжение необходимой для конкретного потребителя величины, отличающейся от напряжения на общем источнике, без специального вторичного преобразователя;

4) обеспечивается большое количество включений и отключений потребителей электроэнергии за счет замены электромеханических коммутаторов статическим преобразователем, включающимся и выключающимся с помощью подачи команд.

На ОАО Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева был опробован предлагаемый способ подключения потребителей электроэнергии к общепромышленной системе электроснабжения. Испытания подтвердили осуществимость предлагаемой системы и ее практическую ценность.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 11 (39) ноябрь 2003 года:

  • Новые технологии на службе ЛЭП

    В Новосибирском техническом университете реализована методика, позволяющая оперативно определить степень коррозии подземных элементов опор ЛЭП Учеными Новосибирского государственного технического университета предложен метод диагностики, который позволяет оперативно определить степень коррозийного повреждения подземных элементов опор ЛЭП. На основе этого научно-технического решения разработаны передвижные диагностические лаборатории....

  • Ради шести человек энергетики протянули высоковольтную линию на «край света»

    В восточной части Бежаницкого района, на границе с Новгородской областью, среди лесов и болот, располагается знаменитый Ухошинский край, именовавшийся в годы войны партизанской республикой. Еще не так давно там был сельсовет, колхоз «Восход», куда входило более десяти деревень и даже два аэродрома. Так как добраться до псковской глубинки можно было в основном на самолете да по воде. Только в семидесятых годах прошлого уж теперь века б...

  • Китай: Китайские автомобилисты будут добавлять в баки спирт

    В китайской провинции Гирин (Дзилинь) с 18 октября весь автомобильный транспорт будут заправлять на 90% традиционным горючим и на 10% этиловым спиртом, благо провинция не испытывает в нем недостатка. Гирин является крупнейшим в Китае производителей зерна (более 12 млн. т. в год), из которого недавно построенный на месте завод стоимостью 1,94 млрд. юаней (около $235 млн.) производит отличное экологическое топливо. Это топливо применяют а...

  • В Москве прошел «Вернисаж инноваций»

    «В основе выставки - идея создания специального центра управления активами интеллектуальной собственности», - сообщил организатор выставочной площадки, президент нового фонда «Росинтеллект» Ярослав Вержбицкий. Фонд «Росинтеллект» входит в «Союзную общественную палату», объединяющую общественные организации России, Белоруссии и ряда других государств. «Любой актив должен быть доведен до прямых финансовых инструментов, и первые 20 про...

  • Самая экономичная система отопления

    Астраханскими исследователями была разработана система отопления и горячего водоснабжения квартир в жилых зданиях любой этажности с использованием автономного источника тепла, которая позволяет расширить функциональные возможности системы, повысить безопасность ее обслуживания в автоматическом режиме и снизить затраты на ее сооружение за счет уменьшения металлоемкости ее конструкций. ...