ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 2009 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для преобразования и передачи электроэнергии на дальние и сверхдальние расстояния.

Известна трехпроводная электрическая сеть переменного тока, связывающая в трехфазную систему соединенные в звезду обмотки генератора и приемника электроэнергии, см. А.Т.БАШКИН "Общая электротехника", М.: ЭНЕРГИЯ, 1971, с.164, рис.6-3.

Недостатком такой сети является большое индуктивное сопротивление сети.

Наиболее близкой к изобретению является электрическая сеть переменного тока, содержащая "m"-фазные цепи линий электропередачи (ЛЭП), подключенной на передающей и приемной стороне к одним выводам разъединителей, трансформаторы с обмотками, имеющими нейтральные и фазные выводы на каждой из этих сторон, в которой применены четыре "m" - фазные группы диодов, подсоединенных одними концами к нейтральным выводам обмоток трансформаторов, а другими - к земле, причем фазные выводы обмоток трансформаторов присоединены к другим выводам разъединителей, диоды с обеих сторон каждой цепи и в обеих цепях с одной стороны включены встречно, а каждый диод с обеих сторон одной цепи соединен с одним из диодов с той же стороны другой цепи через коммутационный аппарат (см. авт. свид. СССР и №1112483, кл. Н02J 3/00, 1983).

Недостатками такой электрический сети переменного тока являются: наличие выключателей с механическими контактами, большое количество полупроводниковых вентилей, высокое обратное напряжение на этих вентилях и их недостаточное использование, что снижает экономичность и надежность электрической сети и усложняет ее схему.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача достигается тем, что в электрической сети переменного тока с тремя ЛЭП провода через разъединители подключены к фазным выводам линейных обмоток трансформаторов передающей и приемной сторон, а по два нейтральных вывода одной фазы линейных обмоток трансформатора подключены и одной точке, нейтральный вывод последующей фазы - к другой точке, между каждой из шести групп замкнутых в кольцо управляемых полупроводниковых вентилей, причем одна из точек между вентилями на передающей и приемной сторонах заземлена.

Не фиг.1 представлена принципиальная схема электрической сети переменного тока; на фиг.2 приведена временная диаграмма мгновенных относительных значений напряжений и токов для передачи электроэнергии с коэффициентом мощности, равным единице.

На схеме фиг.1 приняты следующие обозначения: трансформатор передающей стороны с линейными обмотками 1÷3, трансформатор приемной стороны с линейными обмотками 4÷6, разъединители 7, провода 8 ЛЭП, управляемые полупроводниковые вентили 9÷20.

Линейные обмотки 1÷3 через разъединители 7 пофазно соединены с линейными обмотками 4÷6 проводами 8.

Нейтральные выводы фаз линейных обмоток подключены: фаза А обмотки 1, фаза В обмотки 2, фаза С обмотки 3 соответственно между группами полупроводниковых вентилей 9, 14; 10, 11; 12, 13, а фазы В обмоток 1, 3; фазы С обмоток 1, 2; фазы А обмоток 2, 3 соответственно между группами полупроводниковых вентилей 13, 14; 9, 10; 11, 12 и фазы А обмоток 4, 5; фазы В обмоток 5, 6; фазы С обмоток 5, 6 соответственно между группами полупроводниковых вентилей 15, 20; 16, 17; 18, 19, а фаза С обмотки 4, фаза А обмотки 6, фаза В обмотки 4 соответственно между группами полупроводниковых вентилей 15, 16; 17, 18; 19, 20, причем точки между группами полупроводниковых вентилей 10, 11 и 19, 20 заземлены.

При поданном напряжении на трансформатор передающей стороны и полностью открытых полупроводниковых вентилях 9÷20 электрическая сеть работает в режиме передачи электроэнергии.

При полностью закрытых полупроводниковых вентилях 9÷14 электрическая сеть отключена.

В соответствии с временной диаграммой фиг.2 в таблице приведен алгоритм работы полупроводниковых вентилей 9÷20.

  0 30° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 9 3/2 1/2 - - - 1/2 3/2 2 10 - 1/2 3/2 2 3/2 1/2 - - 11 3/2 2 3/2 1/2 - - - 1/2 12 1/2 - - - 1/2 3/2 2 3/2 13 - - - 1/2 3/2 2 3/2 1/2 14 2 3/2 1/2 - - - 1/2 5/2 15 3/2 2 3/2 1/2 - - - 1/2 16 2 3/2 1/2 - - - 1/2 3/2 17 - - - 1/2 3/2 2 3/2 1/2 18 - 1/2 3/2 2 3/2 1/2 - - 19 3/2 1/2 - - - 1/2 3/2 2 20 1/2 - - - 1/2 3/2 2 3/2

Анализ таблицы показывает, что все полупроводниковые вентили загружены одинаково при снижении амплитудного значения на треть. Продолжительность работы каждого полупроводникового вентиля составляет 300 эл. град. с паузой в 60 эл. град., что существенно облегчает их работу при коммутационных операциях.

В результате повышается экономичность и надежность работы электрической сети переменного тока.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в повышении надежности и экономичности сети. Электрическая сеть выполнена из трех параллельных линий электропередач, провода которых на каждой из сторон соединены через разъединители с фазными выводами трех линейных обмоток трансформаторов, нейтральные выводы фаз линейных обмоток подключены следующим образом: фаза А обмотки (1), фаза В обмотки (2), фаза С обмотки (3) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (9), (14); (10), (11); (12), (13), а фазы В обмоток (1), (3); фазы С обмоток (1), (2); фазы А обмоток (2), (3) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (13),. (14); (9), (10); (11), (12), фазы А обмоток (4), (5); фазы В обмоток (5), (6); фазы С обмоток (5), (6) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (15), (20); (16), (17); (18), (19), а фаза С обмотки (4), фаза А обмотки (6), фаза В обмотки (4) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (15), (16); (17), (18); (19), (20), причем все шесть групп управляемых полупроводниковых вентилей замкнуты в кольцо, а одна из точек между двумя группами управляемых полупроводниковых вентилей на каждой из сторон заземлена. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Электрическая сеть переменного тока, содержащая трехфазные трансформаторы передающей и приемной стороны, линейные обмотки которых имеют фазные и нейтральные выводы, провода линий электропередач, разъединители и управляемые полупроводниковые вентили, отличающаяся тем, что она выполнена из трех параллельных линий электропередач, провода которых на каждой из сторон соединены через разъединители с фазными выводами трех линейных обмоток трансформаторов, нейтральные выводы фаз линейных обмоток подключены следующим образом: фаза А обмотки (1), фаза В обмотки (2), фаза С обмотки (3) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (9), (14); (10), (11); (12), (13), а фазы В обмоток (1), (3); фазы С обмоток (1), (2); фазы А обмоток (2), (3) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (13), (14); (9), (10); (11), (12), фазы А обмоток (4), (5); фазы В обмоток (5), (6); фазы С обмоток (5), (6) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (15), (20); (16), (17); (18), (19), а фаза С обмотки (4), фаза А обмотки (6), фаза В обмотки (4) соответственно между группами полупроводниковых вентилей (15), (16); (17), (18); (19), (20), причем все шесть групп управляемых полупроводниковых вентилей замкнуты в кольцо.

2. Электрическая сеть переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что одна из точек между двумя группами управляемых полупроводниковых вентилей на каждой из сторон заземлена.