СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 2000 года по МПК H02H3/06 H02H7/26 

Описание патента на изобретение RU2160951C2

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при осуществлении однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) в электропередачах высокого и сверхвысокого классов напряжений.

Известен способ осуществления ОАПВ в электропередачах переменного тока /1/, при котором величину и фазу компенсирующего индуктивного тока подстраивают в зависимости от поврежденной фазы путем коммутации фаз шунтирующих реакторов (ШР) в цикле бестоковой паузы ОАПВ для снижения токов подпитки дуги и восстанавливающихся напряжений. Изменение величины и фазы компенсирующего тока при использовании этого способа может быть лишь дискретным (в зависимости от числа коммутируемых реакторов), поэтому компенсация оказывается не всегда оптимальной, а способ ОАПВ малоэффективным. При применении этого способа требуется выполнение дополнительных коммутаций выключателями шунтирующих реакторов, что приводит к усложнению ОАПВ.

Кроме того, известен способ осуществления ОАПВ в электропередачах переменного тока (см. способ в /2/), взятый за прототип, при котором величину сопротивления компенсационного реактора (КР) выбирают в зависимости от поврежденной фазы путем переключения его отпаек в цикле бестоковой паузы ОАПВ для снижения токов подпитки дуги и восстанавливающихся напряжений до значений, обеспечивающих ее надежное самопогасание. Изменение величины компенсирующего тока при использовании этого способа так же, как и при первом рассмотренном способе, может быть лишь дискретным (в зависимости от отпайки, на которую включен компенсационный реактор), поэтому компенсация может быть оптимальной лишь при передаче по линии какой-то конкретной мощности (т.е. при определенном угле передачи мощности δ на линии) и для конкретного места короткого замыкания на линии. Кроме того, его применение при оснащении ВЛ управляемыми шунтирующими реакторами установление требуемой компенсации практически невозможно из-за дискретного изменения сопротивления КР. Таким образом, эффективность снижения тока подпитки дуги для данного способа ОАПВ так же, как и первого, низка при варьировании таких параметров как угол передачи мощности на линии, место короткого замыкания и мощность подключенных к линии ШР (или управляемых реакторов).

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о том, что задачей изобретения является создание более эффективного способа снижения тока подпитки дуги при ОАПВ в электропередачах переменного тока.

Это достигается тем, что в известном способе ОАПВ, заключающемся в том, что величину сопротивления компенсационного реактора дискретно подстраивают в зависимости от поврежденной фазы путем переключения его отпаек в цикле бестоковой паузы ОАПВ, осуществляют управляемое, плавное изменение сопротивления компенсационного реактора в зависимости от мощности передаваемой по линии: уменьшают сопротивление КР для фазы, занимающей среднее положение на среднем участке транспозиции проводов ВЛ, и увеличивают для остальных фаз при увеличении положительного угла передачи мощности и, выполняют обратное для отрицательных углов; увеличивают сопротивление КР при уменьшении мощности ШР; уменьшают зависимость сопротивления КР от угла передачи мощности на линии при смещении места короткого замыкания к середине ВЛ, приближая его величину к оптимальной при отсутствии передачи мощности по ВЛ.

На фиг. 1 приведена одна из возможных схем электропередачи, реализующая предлагаемый способ ОАПВ; на фиг. 2 - зависимости токов подпитки дуги (Iд) от сопротивления компенсационного реактора (Xн) при предельном угле передачи мощности δ на линии δмакс= 2,5λ, λ- волновая длина ВЛ); на фиг. 3 и 4 - зависимости оптимального сопротивления КР различных фаз ВЛ от передаваемой по линии мощности, соответственно, для положительных (T-1) и отрицательных (T-2) углов δ и мощности ШР, близкой к полной компенсации зарядной мощности ВЛ (Qшр=Q), и коротком замыкании в начале ВЛ; на фиг. 5 - зависимости оптимального сопротивления КР при половинной мощности ШР (Qшр=Q/2) и коротком замыкании в начале ВЛ (сплошная линия) и на расстоянии одной трети длины ВЛ (пунктирная линия) при положительных углах передачи мощности δ (T-1); на фиг. 6 - схема замещения при расчете электромагнитной составляющей тока подпитки дуги при к.з. в середине ВЛ.

Устройство (фиг. 1) содержит схему электропередачи, соединяющую отправную (1) и приемную (2) системы. Фазные провода 3, 4, 5 соединены с шинами систем линейными выключателями (6). По концам линии установлены шунтирующие (7) и управляемые компенсационные реакторы (8), образующие четырехлучевые реакторы, и выключатели (9), шунтирующие компенсационные реакторы в нормальном эксплуатационном режиме.

Способ осуществляется следующим образом.

На основе расчетных зависимостей токов подпитки дуги от величины сопротивления (или мощности) компенсационного реактора для конкретного угла передачи мощности δ на линии и места короткого замыкания для различных фаз ВЛ определяются оптимальные величины сопротивления компенсационного реактора Xн.опт.γ (γ = A,B,C), обеспечивающие минимум тока подпитки дуги (фиг. 2) /3/. На основе значений оптимальных сопротивлений, полученных для различных углов δ, из семейства кривых, аналогичных приведенным на фиг. 2, строятся зависимости оптимальных величин сопротивлений компенсационного реактора (фиг. 3 и 4).

Зависимости, приведенные на фиг. 3 и 4, получают для всего возможного диапазона изменения мощности шунтирующих реакторов (Qшр=var). При этом, при малых углах передачи мощности на линии величина сопротивления компенсационного реактора Xн может быть определена по выражению

исходя из полной компенсации электростатической составляющей тока подпитки дуги Iэс, где XСфф - междуфазное емкостное сопротивление, обусловленное междуфазной емкостью; Xр - сопротивление эквивалентного шунтирующего реактора. Согласно вышеприведенному выражению величина сопротивления компенсационного реактора с уменьшением мощности шунтирующих (или управляемых) реакторов возрастает, чему соответствует смещение зависимости оптимальных значений сопротивлений КР от угла передачи мощности в область больших значений Xн (см. фиг.3 и 5).

Смещение места короткого замыкания (Iкз) к середине ВЛ приводит к уменьшению электромагнитной составляющей тока подпитки дуги Iд.эм. При коротком замыкании в середине ВЛ в предположении идеальнотраспонированной ВЛ Iд.эм = Iд.эм1 - Iд.эм2 = 0, где Iд.эм1= Iд.эм2= 0,5Eпр/(ωLф/2-(ωCф/2)-1), Lф - продольная индуктивность фазы; Cф - фазная емкость; Eпр - продольная э. д. с., наводимая токами неотключенных фаз ВЛ (фиг. 6). Из этого следует, что при смещении места к.з. к середине ВЛ сопротивление КР стремится к значению, определяемому по выражению (1) (фиг. 5).

Таким образом, минимум тока подпитки дуги в цикле бестоковой паузы ОАПВ обеспечивают путем соответствующего изменения сопротивления компенсационного реактора в зависимости от фазы ВЛ, на которой произошло короткое замыкание (к. з.), угла передачи мощности δ на линии, мощности шунтирующих реакторов и места короткого замыкания на линии.

В таблице применительно к ВЛ 1150 кВ протяженностью 448 км приведены результаты, показывающие сравнительную эффективность предлагаемого способа ОАПВ и способа-прототипа.

Из таблицы видно, что применение предлагаемого способа компенсация тока подпитки дуги приводит к его значительному снижению в области малых углов передачи мощности δ по сравнению со способом-прототипом. Средние (по углам передачи мощности) значения токов подпитки для фаз A, B и C равны 30 18 и 34 Амакс, в то время как для способа-прототипа, соответственно, 49, 28 и 60 Aмакс, т.е. эффективность снижения токов подпитки дуги предлагаемого способа выше, чем способа-прототипа (по сравнению со способом-прототипом токи снижаются в 1,6. ..1,8 раза). Это означает, что длительность бестоковой паузы ОАПВ может быть уменьшена ориентировочно на 0,2...0,4 сек /4, 5/, что увеличивает динамическую устойчивость примыкающих к ЛЭП энергосистем.

Таким образом, предлагаемый способ снижения тока подпитки дуги в цикле ОАПВ является более эффективным.

Список использованных источников
1. Управление режимами и связь: Обзор докладов международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ-84) /Под ред. Ю.Н. Руденко - М.: Энергоатомиздат, 1986, 160 с.

2. Схемы для подавления тока подпитки дуги при ОАПВ в электропередачах с различающимися по фазам емкостно-индуктивными параметрами /Беляков Н.Н., Рашкес B. C. , Левинштейн М. Л. и др.//Проблемы осуществления ОАПВ линий электропередачи высших классов напряжений: Тез. докл. Всесоюзного научного тематического семинара "Проблемы оптимизации передачи электрической энергии переменным током". - Новосибирск, - 1984 г., с. 11-13.

3. Кадомская К.П., Качесов В.Е., Шевцов Г.П. Способы гашения дуги подпитки в режиме паузы ОАПВ одноцепных воздушных линий повышенной пропускной способности //Изв. ВУЗов, сер. Энергетика. -1987, N 7, с. 10-15.

4. Беляков Н. Н., Рашкес B.C. Испытания ОАПВ на ВЛ 750 кВ Западноукраинская- Альбертиша с четырехлучевыми реакторами. - Электрические станции, 1983, N 10, с.67-69.

5. Рашкес B.C. Обобщение эксплуатационных данных эффективности ОАПВ ВЛ СВН и опытных данных времени гашения дуги подпитки. - Электрические станции, 1989 г., N 3.

Похожие патенты RU2160951C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1996
  • Качесов В.Е.
RU2101825C1
СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 1991
  • Смирнов Е.А.
RU2017298C1
Способ подавления тока подпитки дуги и восстанавливающегося напряжения на отключенной фазе линии электропередачи 1988
  • Калюжный Аркадий Александрович
  • Левинштейн Михаил Львович
  • Челазнов Александр Алексеевич
  • Кочкин Валерий Иванович
  • Вишняков Георгий Константинович
SU1545289A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 2009
  • Зильберман Самуил Моисеевич
  • Красильникова Татьяна Германовна
  • Самородов Герман Иванович
RU2400003C1
СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 1991
  • Смирнов Е.А.
RU2014699C1
Устройство ограничения тока подпитки вторичной дуги при однофазном автоматическом повторном включении линии электропередачи 1984
  • Лысков Юрий Иосифович
  • Кожаринов Вениамин Вениаминович
  • Антонова Наталья Петровна
SU1545279A1
УСТРОЙСТВО ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 2008
  • Зильберман Самуил Моисеевич
  • Красильникова Татьяна Германовна
  • Самородов Герман Иванович
RU2351050C1
Способ автоматического повторного включения линии электропередачи со статическим компенсатором 1979
  • Кочетыгов Владимир Анатольевич
  • Левинштейн Михаил Львович
  • Лысков Юрий Иосифович
  • Михайлов Алексей Константинович
  • Славин Георгий Александрович
  • Соболев Вадим Николаевич
SU1150701A1
Устройство для заземления нейтрали шунтирующих реакторов линий электропередачи 1974
  • Виноградова Алла Дмитриевна
  • Гердов Виталий Наумович
SU517103A1
Устройство для подавления тока подпиткии ОгРАНичЕНия пЕРЕНАпРяжЕНий пРиАВТОМАТичЕСКОМ пОВТОРНОМ ВКлючЕНиилиНий элЕКТРОпЕРЕдАчи 1977
  • Беляков Николай Николаевич
  • Зилес Лев Дмитриевич
  • Лысков Юрий Иосифович
  • Рашкес Виктор Самуиловтч
  • Хоециан Карен Варосович
SU815814A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 160 951 C2

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при осуществлении однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) в электропередачах высокого и сверхвысокого классов напряжений. Способ однофазного автоматического повторного включения в электропередачах переменного тока, при котором осуществляют компенсацию тока подпитки дуги и восстанавливающегося напряжения в месте короткого замыкания путем расшунтирования нейтрали четырехлучевого реактора и переключения отпаек компенсационного реактора в зависимости от отключенной фазы воздушной линии, осуществляют управляемое, плавное изменение сопротивления компенсационного реактора в зависимости от мощности, передаваемой по линии, уменьшают сопротивление компенсационного реактора для фазы, занимающей среднее положение на среднем участке транспозиции проводов воздушной линии (ВЛ), и увеличивают для остальных фаз при увеличении положительного угла передачи мощности и, выполняют обратное для отрицательных углов; увеличивают сопротивление компенсационного реактора при уменьшении мощности шунтирующих реакторов; уменьшают зависимость сопротивления компенсационного от угла передачи мощности на линии при смещении места короткого замыкания к середине ВЛ, приближая его величину к оптимальной при отсутствии передачи мощности по ВЛ. Техническим эффектом изобретения является его более высокая эффективность снижения токов подпитки дуги в цикле бестоковой паузы ОПАВ. 6 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 160 951 C2

Способ однофазного автоматического повторного включения в электропередачах переменного тока, при котором компенсацию тока подпитки дуги и восстанавливающегося напряжения в месте короткого замыкания осуществляют путем расшунтирования нейтрали четырехлучевого реактора и переключения отпаек компенсационного реактора в зависимости от отключенной фазы воздушной линии (ВЛ), отличающийся тем, что осуществляют управляемое, плавное изменение сопротивления компенсационного реактора в зависимости от мощности, передаваемой по линии, уменьшают сопротивление компенсационного реактора при коротком замыкании на фазе, занимающей среднее положение на среднем участке транспозиции проводов ВЛ, и увеличивают при коротких замыканиях на остальных фазах при увеличении положительного угла передачи мощности и выполняют обратное для отрицательных углов, увеличивают сопротивление компенсационного реактора при уменьшении мощности шунтирующих реакторов, уменьшают зависимость сопротивления компенсационного реактора от угла передачи мощности на линии при смещении места короткого замыкания к середине ВЛ, приближая его величину к оптимальной при отсутствии передачи мощности по ВЛ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2160951C2

Тез
докладов Всесоюзного научного тематического семинара "Проблемы оптимизации передачи электрической энергии переменным током", 1984, с
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба 1920
  • Богач Б.И.
SU11A1
СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 1991
  • Смирнов Е.А.
RU2014699C1
СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1996
  • Качесов В.Е.
RU2101825C1
Лот для измерения больших глубин 1933
  • Вахромеева С.Г.
  • Никифоров А.А.
  • Никифорова З.С.
SU41202A1
US 5483462 A, 09.01.1996.

RU 2 160 951 C2

Авторы

Качесов В.Е.

Даты

2000-12-20Публикация

1998-07-08Подача