КОМБИНИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА И КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2008 года по МПК H02G7/16 H02J3/18 

Область техники

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на высоковольтных подстанциях, где необходимо поддерживать уровень напряжения на шинах переменного тока и плавить гололед на проводах и изолированных от опор грозозащитных тросах воздушных линий (ВЛ) электропередач.

Уровень техники

В качестве средств поддержания (регулирования) напряжения известны статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности, состоящие из конденсаторной батареи и тиристорно-реакторной группы, соединенной, как правило, в «треугольник» [1]. Статический тиристорный компенсатор в традиционном исполнении соединения ветвей тиристорно-реакторной группы в «треугольник» не может использоваться для плавки гололеда. Для плавки гололеда на проводах управляемым выпрямленным током применяется известное устройство - шестифазный мостовой тиристорный преобразователь [2].

Размещение установок для компенсации реактивной мощности [1] и плавки гололеда [2] на подстанции приводит к неэффективному использованию оборудования, т.к. шестифазный мостовой тиристорный преобразователь, предназначенный для плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах ВЛ, отходящих от подстанции, простаивает большую часть времени года, когда отсутствует гололедообразование.

Сущность изобретения

Задача изобретения - создание комбинированной установки для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, позволяющей более полно использовать оборудование установки в течение года, а именно большую часть времени года использовать его для компенсации реактивной мощности и кратковременно в период гололедообразования использовать это же оборудование для плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах, отходящих от подстанции ВЛ. Решение этой задачи дает экономию капитальных затрат за счет сокращения общего объема оборудования, устанавливаемого на подстанции, и использования одного и того же оборудования для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности.

Сущность изобретения заключается в том, что комбинированная установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности содержит трехфазный трансформатор, к которому через первую трехфазную группу реакторов подключены первые разнополярные выводы первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей, а через первый трехфазный разъединитель, вторую трехфазную группу реакторов и второй трехфазный разъединитель - вторые выводы первой трехфазной группы тиристорных вентилей, которые через третий трехфазный разъединитель подключены к вторым выводам второй трехфазной группы тиристорных вентилей, соединенным через четвертый трехфазный разъединитель с трехфазным выходом установки, предназначенным для плавки гололеда переменным током, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей, при этом установка снабжена выходом, предназначенным для плавки гололеда постоянным током, пятым трехфазным разъединителем, подключенным параллельно первой трехфазной группе реакторов, шестым и седьмым трехфазными разъединителями, которые включены с возможностью коммутации вторых выводов первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей к полюсам выхода, предназначенного для плавки гололеда постоянным током, а блок управления выполнен с возможностью регулирования напряжения и реактивной мощности в режиме статического компенсатора и пропорционально-интегрального регулирования действующего значения тока на выходах, предназначенных для плавки гололеда.

Эта совокупность признаков позволяет решить задачу изобретения.

Осуществление изобретения

Сущность изобретения поясняет схема комбинированной установки для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, изображенная на фиг.1-3.

Комбинированная установка содержит трехфазный трансформатор 1, к которому подключены: через первую трехфазную группу реакторов 2 первые разнополярные выводы первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей 3 и 4, а через первый трехфазный разъединитель 5, вторую трехфазную группу реакторов 6 и второй трехфазный разъединитель 7 - вторые выводы первой трехфазной группы тиристорных вентилей 3, которые через третий трехфазный разъединитель 8 подключены ко вторым выводам второй трехфазной группы тиристорных вентилей 4. Эти же выводы четвертый трехфазный разъединитель 9 соединяет с трехфазным выходом установки, предназначенным для плавки гололеда переменным током. Выходы блока управления 10 подключены к управляющим входам первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей 3, 4. Параллельно к первой трехфазной группе реакторов 2 подключен пятый трехфазный разъединитель 11. Шестой и седьмой трехфазные разъединители 12, 13, подключенные соответственно ко вторым выводам первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей 3 и 4, обеспечивают коммутацию с выходом установки, предназначенным для плавки гололеда постоянным током.

Схема регулируемой части статического компенсатора реактивной мощности (фиг.1) формируется при включенном положении первого, второго и третьего трехфазных разъединителей 5, 7, 8 и отключенном положении четвертого, пятого, шестого и седьмого трехфазных разъединителей 9, 11, 12, 13. Вентильные группы включены между двумя реакторами, таким образом исключается быстрое нарастание тока через вентили из-за собственных емкостей вводов трансформатора и ошиновки.

Схема установки плавки гололеда управляемым постоянным током (фиг.2) формируется при включенном положении пятого, шестого и седьмого разъединителей 11, 12, 13 и отключенном положении первого, второго, третьего и четвертого трехфазных разъединителей 5, 7, 8, 9. К полюсам сформированного моста подключаются провода ВЛ, подлежащие плавке. Эту схему установки предлагается использовать для плавки гололеда на длинных линиях, соединяемых по известным схемам [2]: «два провода-провод», «провод-провод» и «змейка» - «провод-провод-провод».

Схема установки плавки гололеда управляемым переменным током (фиг.3) формируется при включенном положении третьего и четвертого трехфазных разъединителей 8, 9 и отключенном положении первого, второго, пятого, шестого и седьмого трехфазных разъединителей 5, 7, 11, 12, 13. Схему предлагается использовать для плавки гололеда на коротких линиях. Данный способ плавки гололеда отличается тем, что позволяет плавить гололед на трех проводах одновременно управляемым переменным током, что сокращает время плавки гололеда.

В блоке управления 10 при работе устройства в режиме статического компенсатора реактивной мощности применяют известные алгоритмы [2], определяемые требованиями условий установки компенсатора. Как правило, в блок входит регулятор напряжения и регулятор реактивной мощности.

Блок управления 10 при работе в режиме плавки гололеда постоянным током использует регулятор постоянного тока пропорционально-интегрального типа.

Блок управления 10 при работе в режиме плавки гололеда переменным током использует регулятор действующего значения фазного тока в ВЛ пропорционально-интегрального типа.

Технический результат заключается:

- в расширении области применения устройства для плавки гололеда за счет использования устройства в качестве компенсатора реактивной мощности;

- в более полном использовании оборудования, имеющегося в составе установки;

- в уменьшении времени плавки гололеда при использовании схемы ТРГ-УПГ, так как одновременно плавится гололед на всех фазах;

- в возможности плавить гололед на одной подстанции на линиях разных сечений и длин благодаря применению трансформируемых схем, позволяющих использовать управляемый постоянный или переменный ток;

- в исключении неблагоприятных режимов для тиристорных вентилей при плавке гололеда на коротких линиях благодаря использованию схемы плавки гололеда переменным током;

- в повышении качества электроэнергии, т.е. поддержания требуемых уровней напряжения в режиме компенсатора реактивной мощности.

Источники информации

1. Я.Ю. Солодухо «Статические компенсаторы реактивной мощности ведущих зарубежных фирм и отечественных предприятий» Информ-электро, 1982.

2. Л.Л. Балыбердин, М.А. Козлова, Ю.А. Шершнев Управляемые установки по плавке гололеда на проводах ЛЭП // Новые технологии в энергетике, ООО Принт сервис групп, 2002.

3. Под. ред. P.M. Матура Статические компенсаторы реактивной мощности. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в создании комбинированной установки для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, позволяющей более полно использовать оборудование установки в течение года, а именно большую часть времени года использовать его для компенсации реактивной мощности и кратковременно в период гололедообразования использовать это же оборудование для плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах, отходящих от подстанции ВЛ, что в результате дает экономию капитальных затрат за счет сокращения общего объема оборудования, устанавливаемого на подстанции. Использование общей вентильной части, разъединителей и реакторов позволяет использовать установку в трех схемных вариантах: в качестве регулируемой части статического компенсатора реактивной мощности с тиристорно-реакторной группой, соединенной в «треугольник» и двух схем для плавки гололеда, реализующих разный принцип регулирования тока. Первая схема плавки - это шестифазный мостовой тиристорный преобразователь с управляемым постоянным током. Вторая схема плавки реализует одновременную плавку гололеда на трех проводах ВЛ управляемым переменным током. 3 ил.

Комбинированная установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, содержащая трехфазный трансформатор, к которому через первую трехфазную группу реакторов подключены первые разнополярные выводы первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей, а через первый трехфазный разъединитель, вторую трехфазную группу реакторов и второй трехфазный разъединитель - вторые выводы первой трехфазной группы тиристорных вентилей, которые через третий трехфазный разъединитель подключены к вторым выводам второй трехфазной группы тиристорных вентилей, соединенным через четвертый трехфазный разъединитель с трехфазным выходом установки, предназначенным для плавки гололеда переменным током, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей, при этом установка снабжена выходом, предназначенным для плавки гололеда постоянным током, пятым трехфазным разъединителем, подключенным параллельно первой трехфазной группе реакторов, шестым и седьмым трехфазными разъединителями, которые включены с возможностью коммутации вторых выводов первой и второй трехфазных групп тиристорных вентилей к полюсам выхода, предназначенного для плавки гололеда постоянным током, а блок управления выполнен с возможностью регулирования напряжения и реактивной мощности в режиме статического компенсатора и пропорционально-интегрального регулирования действующего значения тока на выходах, предназначенных для плавки гололеда.