УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2016 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к электротехнике и используется для резервирования рабочей цепи линии электропередачи, расщепленной на три составляющие токопровода, резервной фазой.

Известно, что для повышения эксплуатационной надежности линии электропередачи строят параллельно рабочей резервную линию [Глазунов А.А. Сети электрических систем. - Москва, Ленинград: ГЭИ, 1947. С. 56-82], которая при любых повреждениях на рабочей линии обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей.

Известно также, что резервирование трехфазной цепи рабочей линии может осуществляться второй, совместно подвешенной, цепью [Глазунов А.А. Сети электрических систем. - Москва, Ленинград: ГЭИ, 1947. С. 56-82; АС №1515245 (СССР) Двухцепная электропередача переменного тока/ Г.И. Самородов, заявлено: 04.08.87. Опубликовано в БИ: 1989 - №38.; Зильберман С.М. Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии, Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Красноярск: ООО Издательство «Красноярский писатель», 2009. - 39 с.].

Недостатком этих способов резервирования являются высокие капитальные затраты.

Опыт эксплуатации воздушных линий, далее ВЛ, электропередачи показывает, что более 80% повреждений на ВЛ приходится на однофазные замыкания на землю. Учитывая это, авторами [Фильштинский А.А. Четырехпроводная электропередача как средство повышения экономичности и надежности высоковольтных сетей // Электричество, 1952, №1. С. 17-22; Белоусов М.М. Полуволновая линия электропередачи с резервной фазой, Электрические станции, 1973, №11 С. 59-60; Жанаев Ц.Т., Заславская Т.Б. Особенности режима работы электропередач с резервной фазой: Научн. труды, Т. 126 / Новосибирский СХИ. - Новосибирск, 1979. - С. 9-1.1; Зильберман С.М. Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии, Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Красноярск: ООО Издательство «Красноярский писатель», 2009. - 39 с.] была предложена схема резервирования трехфазной рабочей цепи четвертой фазой, которая в нормальном режиме работы линии электропередачи присоединяется параллельно к одной из рабочих фаз ВЛ, а в аварийном режиме переключается автоматически, взамен поврежденной фазы.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому в изобретении устройству является резервирование рабочей цепи четвертой фазой [АС №1429218 (СССР) Высоковольтная электрическая сеть/ В.И. Мозырский, заявлено: 02.03.87. Опубликовано в БИ: 1988 г. - №37].

Общим признаком с заявленным устройством цепи ВЛ является наличие резервной четвертой фазы.

Недостатком резервирования рабочей цепи ВЛ четвертой фазой является наличие несимметрии полных сопротивлений фаз рабочей цепи. Несимметрия сопротивлений фаз вызывает перекос напряжений по фазам рабочей цепи ВЛ и неполноту использования резервного токопровода по экономической плотности тока и, как следствие, занижена пропускная способность рабочей линии.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение при нормальном режиме работы ВЛ несимметрии полных сопротивлений токопроводов фаз при параллельном присоединении четвертой резервной фазы к одной из фаз рабочей цепи ВЛ.

Целью изобретения является обеспечение номинального напряжения у потребителей путем устранения перекоса напряжения по фазам в рабочей цепи ВЛ.

Это достигается, согласно изобретению, расщеплением четвертой резервной фазы на три составляющих токопровода и, таким образом, созданием второй резервной цепи, которые при нормальном режиме присоединяются к фазам рабочей цепи ВЛ параллельно, обеспечивая симметрию полных сопротивлений и напряжений по фазам, и увеличение пропускной способности ВЛ на 60%. При однофазном повреждении на рабочей цепи составляющие расщепленной четвертой резервной фазы объединяются коммутирующими выключателями и автоматически присоединяются к рабочей цепи взамен поврежденной фазы.

Таким образом, расщепление четвертой фазы на три составляющих токопровода и присоединение их при нормальном режиме параллельно рабочим фазам цепи ВЛ обеспечивает симметрию полных сопротивлений токопроводов фаз, устраняет перекос напряжения по фазам ВЛ и на 60% повышает пропускную способность рабочей цепи ВЛ.

На Фиг. 1 изображена схема-блок устройства.

Устройство резервирования линии электропередачи состоит из стальной промежуточной опоры 1 с подвешенными к траверсам 2, 3, 4, 5, 6, 7 гирляндами подвесных изоляторов 8, 9, 10, 11, 12, 13 рабочей цепи 14, 15, 16 линии электропередачи и расщепленной на три составляющие токопровода 17, 18, 19 резервной фазой. К гирляндам подвесных изоляторов подвешиваются фазные токопроводы рабочей цепи 14, 15, 16 и токопроводы расщепленной резервной фазы 17, 18, 19. Распределение составляющих расщепленной фазы 17, 18, 19 по рабочим фазам 14, 15, 16 цепи ВЛ осуществляется коммутирующими выключателями 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41; при этом выключатели 20, 21, 37, 38 находятся в отключенном положении, а выключатели 22, 23, 24, 39, 40, 41 - во включенном положении.

В случае повреждения на любой из рабочих фаз, например на фазе А, автоматически отключаются выключатели 25, 28 фазы А и 23, 24, 40, 41 рабочих фаз В и С, соответственно. Коммутирующие выключатели 20, 21, 37, 38 объединяют все три составляющие токопровода расщепленной резервной фазы, обеспечивая бесперебойное электропитание потребителей.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - устранение перекоса напряжения по фазам рабочей цепи воздушной линии (ВЛ). В известном устройстве резервирования линии электропередачи, содержащей стальную промежуточную опору, траверсы с подвешенными к ним гирляндами подвесных изоляторов и токопроводами фаз и коммутирующие выключатели, предлагается резервную фазу выполнить в виде расщепленной на три составляющих токопровода, объединенные в аварийном режиме коммутирующими выключателями и присоединенные взамен поврежденной фазы. В нормальном режиме работы цепи ВЛ расщепленную резервную фазу своими коммутирующими выключателями присоединяют симметрично к фазам рабочей цепи ВЛ, обеспечивая номинальное напряжение на линии. В нормальном режиме присоединенная симметрично по фазам к рабочей цепи ВЛ расщепленная фаза увеличивает на 60% пропускную способность рабочей цепи линии электропередачи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство резервирования линии электропередачи, содержащее стальную промежуточную опору, траверсы с подвешенными к ним гирляндами подвесных изоляторов и токопроводами фаз, коммутирующие выключатели, четвертую резервную фазу, отличающееся тем, что четвертая резервная фаза выполнена в виде расщепленной на три составляющие токопровода, объединенные в аварийном режиме коммутирующими выключателями и присоединенные взамен поврежденной фазы к линии электропередачи.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нормальном режиме работы рабочей цепи линии электропередачи расщепленная резервная фаза своими коммутирующими выключателями присоединяется симметрично к фазам рабочей цепи линии электропередачи, обеспечивая номинальное напряжение у потребителя.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нормальном режиме расщепленная резервная фаза присоединяется симметрично по фазам к рабочей цепи линии, увеличивая на 60% ее пропускную способность.