Controlled balancing device with inductive energy storage
Keywords:
voltage unbalance, current unbalance, balancing device, reactor, ratio of currentsAbstract
The paper covers the problem of voltage unbalance in supply networks. The authors give overview of existing ways to remove current unbalance and observe benefits and drawbacks of these ways. The paper proposes usage of a balancing device with inductive energy storage based on controlled energy exchange between network and reactor by means of three-phase bridge converter. The paper also presents diagrams of the balancing device, power unit with IGBT valves and control unit, and describes their functioning. Study of the balancing device was conducted with the use of computer model created with Matlab/Simulink program. The paper presents general arrangement of the balancing device computer model, description of its units and several chains of their interaction. The authors observe open-phase operating mode of the balancing device and give oscillograms of mains voltage and currents at using of balancing device. Matlab/Simulink-generated controlling system with three-phase bridge composed of transistor modules and reactor allows of reducing unbalance of currents and thus of eliminating unbalance of supplying network voltage, that is proven by the oscillograms in given the paper.References
Карташев, И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы ее контроля и обеспечения / И.И. Карташев, Э.Н. Зуев. – М.: Изд-во МЭИ, 2001.
Розанов, Ю.К. Современные методы улучшения качества электроэнергии (аналитический обзор) / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчинский // Электротехника. – 1998. – № 3. – С. 10–17.
ГОСТ Р 54149–2010. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2010.
Adrian, Р. Active Load Balancing in a Three-Phase Network by Reactive Power Compensation / Р. Adrian. – Romania: «Politehnica» University of Timisoara, 2012.
Чередниченко, В.С. Индукционные установки для нагрева и электрофизической обработки жидкостей в электромагнитных полях / В.С. Чередниченко. – М.: Электротехника, 2003.
Розанов, Ю.К. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчинский, А.А. Кваснюк // Электротехника. – 1999. – № 4. – С. 28–32.
Электрооборудование и автоматика электротермических установок: справ. / А.П. Альтгаузен, И.М. Бершицкий, М.Я. Смелянский и др. – М.: Издат. центр «Энергия», 1978. – 360 с.
Han, B.M. Reactive-power compensator using thyristor PWM current source inverter / B.M. Han // This paper appears in: Power Electronics Specialists Conference, 2000.
Olivier, G. Thyristor Current Source with an Improved Power Factor / G. Olivier, V.R. Stefanovic // Industrial Electronics, IEEE Transactions on nov. – 1982.
Сидоров, С.А. Симметрирование трехфазных сетей при несимметричной нагрузке / С.А. Сидоров, Л.Э. Рогинская // Интеграция образования, науки и производства в условиях многоуровневого профессионального образования: сб. науч. тр. – Кумертау: филиал Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та, 2014. – С. 167–169.
Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники / Г.С. Зиновьев. – Новосибирск: НГТУ, 2004. – 199 с.
Управление потоками электроэнергии в преобразователе со сверхпроводящим индуктивным накопителем / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, М.Г. Лепанов, М.Г. Киселёв // Электричество. – 2008. – № 8. – С. 22–27.
Коротченко, Ю.И. Частотные фильтры электрических сигналов: пассивные фильтры / Ю.И. Коротченко. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. – 21 с.
Ивакин, В.Н. Исследование характеристик сверхпроводникового индуктивного накопителя с преобразователем на основе инвертора напряжения / В.Н. Ивакин // Электротехника. – 2001. – № 9. – С. 48–53.
Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И.В. Черных. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.
Характеристики и конструкции вентильных преобразователей для сверхпроводящих накопителей энергии / Б.М. Антонов, А.А. Кувшинов, Б.Д. Курносов и др. // Электричество. – 1995. – № 8. – С. 23–31.
Сидоров, С.А. Фазопреобразовательное устройство для несимметричных нагрузок / С.А. Сидоров, Л.Э. Рогинская // Электроэнергетические системы и сети. Энергосбережение: межвуз. сб. науч. тр. – Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2013. – С. 121–125.
