МОБИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ТОКА ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2014 года по МПК H02G7/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к оборудованию воздушных линий электропередачи (ВЛ) напряжением до 220 кВ и выше, расположенных в районах с возможными гололедными образованиями на проводах.

Мобильный генератор тока для плавки гололеда обладает рядом преимущества по сравнению с стационарными средствами для плавки гололеда на проводах ВЛ, что позволяет с меньшими затратами обеспечивать надежную работу сетей электроснабжения.

Уровень техники

В настоящее время для плавки гололеда на проводах ВЛ используют исключительно стационарные источники тока [1], которые подключают на длинные участки ВЛ, которые подвержены гололедообразованию. Однако, практика эксплуатации ВЛ 110220 кВ показала, что только от 7 до 30% длины нагреваемого провода во время плавки действительно покрыто гололедом. Потери электроэнергии впустую значительны. Использование мобильной установки для плавки наледи позволяет выезжать на те участки ВЛ, где обнаружено обледенение проводов.

Сущность изобретения

Предлагаемый в качестве изобретения мобильный генератор тока для плавки гололеда показан в общем виде на рисунке Фиг.1, где:

1 - Автомобиль.

2 - Силовой выпрямитель-преобразователь.

3 - Два дизель-генератора ADV320 по 320 кВт.

4 - Подъемник АПТ-50.

Представленный вариант силового вторичного преобразователя выгодно отличается от классической схемы с управляемым тиристорным выпрямителем. Основные преимущества такого решения заключаются в следующих аспектах:

- Отсутствие силового трансформатора;

- Упрощенная схемотехника и изготовление;

- Повышенная надежность;

- Снижение потерь;

- Работа дизель-генераторов в мягком режиме источника постоянного тока;

- Простота реализации алгоритма управления.

Схемное решение вторичного преобразователя показано на фиг.2, где:

1 - А, В, С фазы напряжения 400 В;

2 - L1 индуктивность входного фильтра;

3 - C1 емкость входного фильтра;

4 - K1 силовой полупроводниковый преобразователь

5 - Cx. Упр. Схема управления преобразователя;

6 - C2 - емкость выходного фильтра;

7 - Rн Нагрузка.

В результате модельных исследований и предварительных расчетов, сформирован вариант установки, обладающий уникальными свойствами и не имеющий аналогов в мировой практике.

Использование двух дизель-генераторов и отказ от использования в системах плавки традиционного силового трансформатора позволяет упростить управление энергетической установкой, повысить ее надежность и значительно снизить весогабаритные характеристики, а также ее стоимость.

Учитывая, что мобильный генератор тока для плавки гололеда включает в себя и подъемный механизм, например АПТ-50, что, в конечном счете, придает ему следующие отличия:

1. Установка для плавки гололеда обеспечивает самостоятельное передвижение к месту производства плавки.

2. Предложенное решение обеспечивает быструю сборку схемы, а после плавки гололеда - восстанавливает нормальную работу сети.

3. Выбранная компоновка включает в себя подъемный механизм, что обеспечивает быструю коммутацию подводящих проводов на провода ВЛ и значительно расширяет функциональность установки.

4. Два дизель - генератора обеспечивают резервирование главного компонента системы, сохраняя возможность плавки при увеличении времени процесса.

5. Время развертывания одного комплекта, с момента прибытия на место - 20-30 мин. (с манипулятором).

6. Установка для плавки гололеда обеспечивает плавку на расстоянии не менее двух пролетов.

7. Обеспечивает оперативную плавку на заземленных грозозащитных тросах без демонтажа подвески.

8. Срок эксплуатации системы не менее 8 лет.

9. Режимы работы устройства - полуавтоматический - под управлением оператора.

Мобильный генератор тока для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи отличается от известных схемных решений [2] стабилизации тока нагрузки следующим:

- в качестве источника электрической энергии использованы два дизельных электрических генератора, выпрямленное напряжение которых соединено либо последовательно, либо параллельно в зависимости от требуемой для плавки величины тока, обеспечивая повышение выходного напряжения при больших сопротивлениях цепей.

- посредством полупроводникового преобразователя, обеспечивающего режим источника тока, достигается мягкий режим работы дизель-генераторов.

- режим источника тока полупроводникового преобразователя обеспечивает постоянство заданного тока плавки гололеда независимо от электрического сопротивления проводных цепей и цепей заземления.

- его схемное решение обеспечивает плавку гололеда на фазных проводах и грозозащитном тросе ВЛ, в том числе при исполнении грозозащитного троса с заземлением на каждой опоре, на длине до двух пролетов ВЛ.

Промышленная применимость

Использование изобретения при очистке проводов ВЛ действующих систем электроснабжения, электрических подстанций, линий электропередач и других энергообъектов, особенно для сетей 110 и 220 кВ, позволит исключить человеческий фактор в причинах аварий, повысить их эксплуатационную надежность и безопасность работы.

Мобильный генератор тока для плавки гололеда позволяет не только значительно сократить расходы на эксплуатацию ВЛ, но также обеспечить быструю очистку ВЛ от наледи.

Список цитируемой литературы:

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПЛАВКЕ ГОЛОЛЕДА ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ. Часть 1. РД 34.20.511 (МУ 34-70-027-82). Разработано Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроэнергетики (ВНИИЭ) и Львовским ордена Ленина политехническим институтом. Утверждено Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем Заместитель начальника К.М. Антипов. Дата введения: 01-01-1983 до 31-12-1999 г.

2. Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения. А. Федюков. fedjukov@mail.ru http://www.fedjukov.narod.ru/. 22 авг. 2006.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безопасности. Мобильный генератор содержит источник электрической энергии в виде двух дизельных электрических генераторов переменного напряжения, выпрямитель переменного напряжения, проводники с клеммами для его подключения к проводам ВЛ и электрические шины для соединения проводов ВЛ на пролете между опорами по схеме плавки гололеда, при этом посредством полупроводникового преобразователя со схемой управления, обеспечивающего режим источника тока, достигается мягкий режим работы дизельных электрических генераторов, полупроводниковый преобразователь обеспечивает постоянство заданного тока плавки гололеда независимо от электрического сопротивления проводных цепей и цепей заземления, а его схемное решение обеспечивает плавку гололеда на длине до двух пролетов ВЛ на фазных проводах и грозозащитном тросе ВЛ, в том числе при исполнении грозозащитного троса с заземлением на каждой опоре. 2 ил.

Мобильный генератор тока для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи (ВЛ), содержащий источник электрической энергии в виде двух дизельных электрических генераторов переменного напряжения, выпрямитель переменного напряжения, проводники с клеммами для его подключения к проводам ВЛ и электрические шины для соединения проводов ВЛ на пролете между опорами по схеме плавки гололеда, отличающийся тем, что посредством полупроводникового преобразователя со схемой управления, обеспечивающего режим источника тока, достигается мягкий режим работы дизельных электрических генераторов, что полупроводниковый преобразователь обеспечивает постоянство заданного тока плавки гололеда независимо от электрического сопротивления проводных цепей и цепей заземления, что его схемное решение обеспечивает плавку гололеда на длине до двух пролетов ВЛ на фазных проводах и грозозащитном тросе ВЛ, в том числе при исполнении грозозащитного троса с заземлением на каждой опоре.