УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА Российский патент 2004 года по МПК H02G7/16 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи.

Известно, что отложения гололеда на проводах и тросах воздушных линий приводят к обрывам проводов и тросов, коротким замыканиям и даже падениям опор ВЛ, что существенно осложняет питание электроэнергией потребителей (особенно автономных потребителей) и приводит к чрезвычайным обстоятельствам в жизни обесточенных жилых районов.

Плавка гололеда на тросах воздушных линий по сравнению с плавкой гололеда на проводах представляет более сложную задачу из-за обычно имеющихся заземлений этих тросов на всех или на большей части опор. К тому же стальные грозозащитные тросы имеют активные сопротивления, в десятки раз большие, чем сталеалюминиевые провода. Поэтому для плавки гололеда на тросах ВЛ используются другие источники энергии по сравнению с плавкой гололеда на проводах.

К одному их известных способов плавки гололеда на тросах ВЛ относится способ индукционной плавки [1], устройство для реализации которого содержит отдельный питающий трансформатор и конденсаторную батарею. Однако такое устройство требует отключения ВЛ и не позволяет регулировать ток плавки в достаточно широких пределах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство [2] для плавки гололеда на трех проводах отключенной воздушной линии электропередачи, содержащее питающий трансформатор и однофазный выпрямитель, к зажимам постоянного тока которого присоединен замкнутый контур из двух проводов, причем третий провод присоединен одним концом к питающему трансформатору, а другим - к одному из зажимов переменного тока выпрямителя, другой зажим переменного тока которого соединен через землю с нейтралью питающего трансформатора.

В схеме известного устройства [2] питание однофазного выпрямителя осуществляется от питающего трансформатора через провод одной фазы ВЛ (например, фазы А) и разъединители. Положительный и отрицательный зажимы выпрямителя через разъединители подключены к проводам фаз В и С, которые при включенном разъединителе на другом конце ВЛ образуют замкнутый контур в цепи выпрямленного тока.

Под действием переменного напряжения питающего трансформатора по проводу линии, питающему выпрямитель, протекает переменный ток плавки I_пл~, который после выпрямления вентилями выпрямителя обтекает два провода других фаз обогреваемой линии.

Переменный ток замыкается от заземления зажима переменного тока выпрямителя по земле через нейтраль питающего трансформатора.

Однофазный выпрямитель может быть собран как на управляемых, так и на неуправляемых вентилях с соответствующим уровнем изоляции. Напряжение схемной обмотки питающего трансформатора определяется необходимыми параметрами выпрямителя, а уровень изоляции между сетевой и схемной обмотками должен соответствовать номинальному напряжению, необходимому для создания требуемой величины тока плавки в проводах линии.

К недостаткам описанного устройства для плавки гололеда, принятого за прототип, относятся:

- необходимость отключения всех фаз воздушной линии для плавки гололеда, что вызывает значительное ограничение или полное отключение потребителей (в случае автономного питания);

- питающий устройство для плавки гололеда трехфазный трансформатор имеет значительную однофазную нагрузку, поскольку расходует мощность для плавки одновременно на всех трех фазных проводах линии.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности одновременной плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ без полного отключения потребителей, снижение однофазной нагрузки питающего плавку трансформатора, экономия на дополнительной трансформаторной мощности, необходимой для плавки.

Указанная цель достигается тем, что плавку гололеда на проводах ВЛ осуществляют поочередно на 3-х фазах, без отключения линии.

Сущность изобретения состоит в том, что установка для плавки гололеда содержит питающий трансформатор и однофазный преобразователь, к зажимам постоянного напряжения которого присоединена конденсаторная батарея, параллельно полностью управляемым вентилям присоединены обратные диоды, а зажим переменного тока параллельно соединен с грозозащитным тросом.

Сущность заявляемого изобретения поясняется на фиг.1.

Устройство состоит из однофазного преобразователя 1 с полностью управляемыми вентилями и обратными диодами (2, 3, 4, 5), на стороне постоянного напряжения которого включена конденсаторная батарея 6.

Питание преобразователя осуществляется от вспомогательного трехфазного трансформатора 7 через разъединители 8-14 в зависимости от выбранной на данный момент для плавки гололеда фазы воздушной линии.

При пуске устройства отключают выключатели и разъединители выбранной фазы ВЛ (например, выключатели 17 и 20 фазы С), осуществляя тем самым двухфазный режим электропередачи. Затем замыкают разъединители 8, 9, 14 и 21.

Переменный ток от трехфазного трансформатора 7 через замкнутые разъединители 8, 9, 14 поступает на зажим переменного тока преобразователя и от второго зажима замыкается через землю на заземленную нейтраль.

Величина этого тока регулируется углами включения полностью управляемых вентилей (например, GTO) преобразователя. Переменный ток преобразователя создает ток нулевой последовательности в ВЛ и индуктирует ток в тросах, вызывая одновременное плавление гололеда и в проводе и в тросе [1].

Переход к плавке гололеда на других фазах производится следующим образом.

Снижают ток преобразователя до нуля, отключают разъединители 9 и 14, замыкают разъединители и включают выключатели 17 и 20. Затем собирают схему плавки другой фазы аналогично предыдущей.

В этом случае класс напряжения преобразователя напряжения должен отвечать классу напряжения ВЛ.

В отличие от прототипа предложенное устройство не требует отключения всей воздушной линии электропередачи.

На фиг.2 приведены полученные с помощью цифровой модели осциллограммы токов линии электропередачи класса 110 кВ при осуществлении плавки гололеда на тросах при подключении устройства по фиг.1 к одной из фаз ВЛ.

На фиг.3 изображены осциллограммы токов в тросе и в земле, а на фиг.4 - токов нагрузки (Zн), подключенной к трансформатору с соединением Y/Δ (фиг.1); трансформатор этот питается от шин ВЛ.

На фиг.5 приведены осциллограммы токов тиристоров и диодов преобразователя.

Приведенные осциллограммы доказывают работоспособность предлагаемого устройства плавки гололеда на проводах и тросах воздушной линии и заявленные эффекты.

Использованные источники информации

1. Балыбердин Л.Л., Галанов В.И., Крайчик Ю.С., Краснова Б.П., Лозинова Н.Г., Мазуров М.И. “Индукционная плавка гололеда на грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи”. Электрические станции, 2002, № 1. с.31-37.

2. Г.И. Денисенко, Г.А. Генрих, Ю.В. Козьмин «Устройство для плавки гололеда”. АС SU № 598503, A1, кл. H 02 G 7/16.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременной плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ без полного отключения потребителей, снижении однофазной нагрузки питающего плавку трансформатора. Для этого устройство содержит однофазный преобразователь, вспомогательный трехфазный трансформатор, разъединители и выбранную для плавки гололеда фазу воздушной линии, при этом к зажимам постоянного напряжения однофазного преобразователя присоединена конденсаторная батарея, параллельно полностью управляемым вентилям присоединены обратные диоды, а зажим переменного тока однофазного преобразователя, соединенный с землей, параллельно соединен с грозозащитным тросом. 5 ил.

Устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий электропередачи, содержащее однофазный преобразователь, питание которого осуществляется от вспомогательного трехфазного трансформатора через разъединители и выбранную для плавки гололеда фазу воздушной линии, отличающееся тем, что к зажимам постоянного напряжения однофазного преобразователя присоединена конденсаторная батарея, параллельно полностью управляемым вентилям присоединены обратные диоды, а зажим переменного тока однофазного преобразователя, соединенный с землей, параллельно соединен с грозозащитным тросом.