УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕВЕРСИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам для передачи электрической энергии как в сторону от электрической сети к потребителю, так и в обратном направлении, в случае если сам потребитель генерирует электрическую энергию.
AB
AB
Известно и устройство для передачи электрической энергии, в котором передача электрической энергии осуществляется путем передачи резонансных колебаний повышенной частоты в цепи, состоящей из генератора повышенной частоты и двух повышающего и понижающего высокочастотных трансформаторов Тесла. От внутреннего вывода высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла высоковольтный потенциал и электрическая энергия передаются по однопроводной линии к понижающему трансформатору Тесла, электрический ток выпрямляется и передается к нагрузке путем присоединения низковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла к двум входам однофазного мостового выпрямителя, а двух выходов этого выпрямителя - к нагрузке. Резонансные колебания реактивного тока с длиной волны λ, равной λ=2L/n, где n - целое число. L - длина электрической цепи, между наружными выводами A и B высоковольтных обмоток трансформаторов передают от резонансного контура низковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла к резонансному контуру низковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла по однопроводной линии и линии 8 Земле путем соединения расположенных в непосредственной близости от вывода низковольтной обмотки наружных выводов A и B высоковольтных обмоток повышающего и понижающего трансформатора Тесла к земле и преобразования реактивного тока в постоянный ток в инверторе путем подключения инвертора между выпрямителем и нагрузкой (патент РФ №2255406 Бюл №18 27.06.2004 г).
Недостатком этого устройства является невозможность передавать электроэнергию в направлении к питающей электросети.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели относится реверсивный преобразователь напряжения для передачи электроэнергии между сетями переменного и постоянного тока предназначенный для электропитания потребителей напряжения постоянного тока, а также для заряда, тренировочного заряда, формования в режиме автоматического оптимального заряд-разряда аккумуляторных батарей сетей напряжения постоянного тока. (патент РФ №2343615 Бюлл №1, 10.01.2009).
Недостатком этого устройства является невозможность передавать переменное напряжение в обоих направлениях на большие расстояния с минимальными потерями электроэнергии.
Задачей предлагаемой полезной модели изобретения является повышение эффективности, снижение потерь и повышение надежности передачи электрической энергии по подземному или подводному кабелю как в сторону от линии электропередачи до генерирующее - потребляющего объекта так и в обратном направлении.
Технический результат достигается тем, что устройство для реверсивной передачи электрической энергии содержит источник питания, преобразователь частоты, резонансный трансформатор, резонансную линию электропередачи, второй резонансный трансформатор, инвертор со стандартным выходным напряжением и нагрузку, при этом, преобразователь частоты соединен с резонансным трансформатором, высоковольтный вывод которого соединен резонансной линией электропередачи, которая соединяется со вторым резонансным трансформатором, к выходу которого подключен инвертор со стандартным выходным напряжением к которому подключена нагрузка при этом преобразователь частоты содержит инвертор со стандартным выходным напряжением, а инвертор содержит преобразователь частоты, при этом вместо нагрузки может быть подключен источник питания а вместо источника питания может быть подключена нагрузка с возможностью передачи электроэнергии как в одном направлении, так и в другом.
В другом варианте устройство для реверсивной передачи электрической энергии содержит источник питания, преобразователь частоты, резонансный контур, резонансную линию электропередачи, второй резонансный контур, инвертор со стандартным выходным напряжением и нагрузку, при этом, преобразователь частоты соединен с резонансным контуром, средний вывод которого соединен с резонансной линией электропередачи, которая соединяется со вторым резонансным контуром, к выходу которого подключен инвертор со стандартным выходным напряжением к которому подключена нагрузка, при этом преобразователь частоты содержит инвертор со стандартным выходным напряжением, а инвертор содержит преобразователь частоты, при этом вместо нагрузки может быть подключен источник питания а вместо источника питания может быть подключена нагрузка с возможностью передачи электроэнергии как в одном направлении, так и в другом.
Сущность изобретения поясняется фиг.1 и фиг.2:
На фиг.1 показана блок-схема устройства с двумя резонансными трансформаторами; На фиг.2 показана блок-схема устройства с двумя резонансными контурами.
Устройство для реверсивной передачи электрической энергии (фиг.1) содержит потребитель электрической энергии (нагрузка) 1, инвертор со стандартным выходным напряжением/преобразователь частоты 2, резонансный трансформатор 3, резонансную линию электропередачи 4, резонансный трансформатор 5, преобразователь частоты/инвертор 6.
Устройство для реверсивной передачи электрической энергии (фиг.2) содержит потребитель электрической энергии (нагрузка) 1, инвертор со стандартным выходным напряжением/преобразователь частоты 2, резонансный контур 8, 9, резонансную линию электропередачи 4, резонансный контур 10, 11, преобразователь частоты/инвертор 6.
В случае передачи электрической энергии в сторону от электросети к потребителю (фиг.1) преобразователь частоты 6 подключается к резонансному трансформатору 5, высоковольтный вывод которого подключается к резонансной линии электропередачи 4, которая соединяется со вторым резонансным трансформатором 3, низковольтная обмотка которого соединяется с инвертором со стандартным выходным напряжением 2, нагрузкой которого является потребитель электрической энергии 1.
В случае передачи электрической энергии в сторону от потребителя к электрической сети (фиг.1) преобразователь частоты 2 подключается к резонансному трансформатору 3, высоковольтный вывод которого подключается к резонансной линии электропередачи 4, которая соединяется со вторым резонансным трансформатором 5, низковольтная обмотка которого соединяется с инвертором со стандартным выходным напряжением 6, которое поступает в электрическую сеть 7.
В случае передачи электрической энергии в сторону от электросети к потребителю (фиг.2) преобразователь частоты 6 подключается к резонансному контуру 10, 11, средний вывод которого подключается к резонансной линии электропередачи 4, которая соединяется со вторым резонансным контуром 8, 9, средний вывод которого соединяется с инвертором со стандартным выходным напряжением 2, нагрузкой которого является потребитель электрической энергии 1.
В случае передачи электрической энергии в сторону от потребителя к электрической сети (фиг.2) преобразователь частоты 2 подключается к резонансному контуру 8, 9, средний вывод которого подключается к резонансной линии электропередачи 4, которая соединяется со вторым резонансным контуром 10, 11, средний вывод которого соединяется с инвертором со стандартным выходным напряжением 6, которое поступает в электрическую сеть 7.
Устройство работает следующим образом: При передаче электроэнергии от сети к потребителю преобразователь частоты/инвертор 6 преобразует напряжение сети в напряжение повышенной частоты, совпадающей с резонансными свойствами резонансных трансформаторов 3, 5 или резонансных контуров 8, 9 и 10, 11 при этом преобразователь частоты/инвертор 2 преобразует высокочастотное напряжение в стандартное постоянное или переменное.
При передаче электроэнергии от потребителя к сети преобразователь частоты/инвертор 2 преобразует напряжение, которое может вырабатывать потребитель (например, с помощью солнечной или ветро-энергетической установки) в напряжение повышенной частоты, совпадающей с резонансными свойствами резонансных трансформаторов 3, 5 или резонансных контуров 8, 9 и 10, 11 при этом преобразователь частоты/инвертор 6 преобразует высокочастотное напряжение в стандартное постоянное или переменное с целью выдачи этой электроэнергии в электрическую сеть. При этом резонансная частота может составлять 1 кГц…2000 кГц и напряжение в линии электропередачи 0,1…1000 кВ, симметрично в обоих направлениях.