СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯМИ ПО СИЛОВОЙ СЕТИ
METHOD OF CONTROLLING ELECTRIC POWER CONSUMERS VIA POWER MAINS

Способ относится к устройствам дистанционного управления электропотребителями по силовой сети напряжением до 1000 В и может быть использован для управления несколькими удаленными друг от друга электропотребителями, не имеющими общих цепей управления. Предлагаемый способ не требует использования высокочастотных приемопередатчиков на концах линии электропередачи, а также не требует прокладки контрольных кабелей (проводов) между пунктом управления и электропотребителями, подключенными к одной линии электропередачи.
Известен способ, реализуемый устройством [1], по которому изменяют подаваемое на линию трехфазное или однофазное напряжение, в одном случае трехфазный коммутационный аппарат управляет однофазным потребителем в конце линии, а в другом случае однофазный коммутационный аппарат управляет однофазным потребителем в конце линии через один из трех конденсаторов, подключенных к трем фазам силовой сети.
Недостатком является невозможность управления тремя электропотребителями, включенными в конце линии.
Наиболее близким является способ, реализуемый устройством [2], по которому в начале трехфазной линии электропередачи блоком управления переключают подаваемое на одну из фаз напряжение, что приводит в конце линии к срабатыванию соответствующего магнитного пускателя и промежуточных реле, после чего на входе линии трехфазным коммутационным аппаратом подается трехфазное напряжение, от которого получает питание выбранный трехфазный потребитель.
Недостаток заключается в том, что таким способом можно управлять тремя электропотребителями только поочередно.
Целью предлагаемого способа является управление по силовым проводам одним, двумя, тремя или большим количеством потребителей как поочередно, так и совместно.
Поставленная цель достигается тем, что на входе линии в рассечку нулевого провода включают источник изменяемой ЭДС, на выходе линии по изменению фазных напряжений подаются команды для управления электропотребителями.
Способ поясняется схемой, представленной на фиг. 1, и векторными диаграммами, представленными на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, на примере управления тремя электропотребителями.
На фиг. 1 трехфазная четырехпроводная линия электропередачи содержит три фазных 1, 2, 3 и нулевой 4 провода. На входе линии после точки 5 в рассечку нулевого провода 4 установлен аппарат 6 для изменения ЭДС, например содержащий вторичную 7 и первичную 8 обмотки трансформатор. Первичная обмотка 8 трансформатора получает питание от специального источника 9, генерирующего напряжение с частотой 50 Гц. Источник 9 способен изменять как фазу, так и величину напряжения, подводимого к первичной 8 обмотке трансформатора.
В конце линии у электропотребителей между точкой 10 нулевого провода и фазными проводами 1, 2, 3 включен измеритель фазного напряжения 11, выходы которого по каналам 12, 13, 14 подают команды на коммутационные аппараты 15, 16, 17, управляющие электропотербителями 18, 19, 20.
1.1
2.1
3.1
Принцип работы предлагаемого способа поясняется с помощью векторных диаграмм. На фиг.2 на входе линии фазные напряжения между проводами 1, 2, 3 и точкой 5 нулевого провода 4 представляют собой звезду векторов фазных напряжений (векторы отличаются от простых отрезков подчеркиванием снизу) ; ; . На фиг. 2 эти векторы показаны пунктиром. Эти же векторы фазных напряжений при отключенном источнике 9 получаем и у электропотербителей. При этом потенциалы точек 5 и 10 совпадают.
1.1
4.1
1.2
1.1
После подключения источника 9 к первичной обмотке 8 трансформатора на вторичной обмотке 7 наведется между точками нулевого провода 5 и 10 напряжение, например, направленное в противофазе с вектором . Тогда потенциал нулевой точки 10 в конце линии займет положение 10.1, т.е. сместится относительно потенциала точки 5 на входе линии на величину вектора напряжения . При этом фазное напряжение у потребителя между точкой 10.1 и точкой 1 составит величину, представленную вектором , превышающим вектор фазного напряжения на входе линии . Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение и подает сигнал по каналу 12 на включение коммутационного аппарата 15, управляющего электропотребителем 18. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 15 отключает электропотребителя 18.
2.1
4.2
2.3
2.1
Аналогично для включения электропотребителя 19 от источника 9 подается напряжение в противофазе к вектору напряжения  (фиг. 3). Это напряжение создает ЭДС на вторичной обмотке 7 трансформатора между точками 5 и 10, потенциал точки 10 смещается в положение 10.2. Тогда между точками 5 и 10 получим вектор напряжения . При этом фазное напряжение между точкой 10.2 и точкой 2 составит величину, представленную вектором , превышающим вектор фазного напряжения на входе . Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение напряжения и подает сигнал по каналу 13 на включение коммутационного аппарата 16, управляющего электропотребителем 19. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 16 отключает электропотребителя 19.
3.1
3.4
3.1
Аналогично для включения электропотребителя 20 от источника 9 подается напряжение в противофазе к вектору напряжения  (фиг. 4.). Это напряжение создает ЭДС на вторичной обмотке 7 трансформатора между точками 5 и 10, потенциал точки 10 смещается в положение 10.3. Тогда между точками 5 и 10 получим вектор напряжения 43. При этом фазное напряжение между точкой 10.3 и точкой 3 составит величину, представленную вектором , превышающим вектор фазного напряжения на входе . Измеритель фазного напряжения 11 улавливает это изменение напряжения и подает сигнал по каналу 14 на включение коммутационного аппарата 17, управляющего электропотребителем 20. При повторной подаче сигнала коммутационный аппарат 17 отключает электропотребителя 20.
Таким образом, изменяя фазные напряжения путем включения источника изменяемой ЭДС в нулевой провод, можно управлять тремя и более потребителями как поочередно, так и совместно.
Источники информации
1. Пат. RU 2516218, МПК H02J 3/24. Устройство для управления трехфазной и однофазной нагрузками по силовой четырехпроводной сети / [Текст] Попов Н.М., Красовский И.С. (RU) Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия (RU). - №2011144707/07, заявл. 03.11.2011, опубл. 20.05.2014. Бюл. №14.
2. Пат. RU 143585 U1, МПК H02J 13/00. Устройство для управления тремя электропотребителями по силовой сети / [Текст] Попов Н.М., Олин Д.М., Кирилин А.А. (RU) Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия (RU). - №2014110575/07, заявл. 19.03.2014, опубл. 27.07.14. Бюл. №21.