ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ГРОЗОЗАЩИТНЫМИ ТРОСАМИ Российский патент 2017 года по МПК H02G7/00 H01F29/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям высокого и сверхвысокого напряжения, содержащим грозозащитные тросы и устройства компенсации реактивной мощности.

Известна воздушная линия электропередачи, содержащая фазные провода, два транспонированных сталеалюминиевых грозозащитных троса, каждый из которых на части линии подвешен на отдельной тросостойке, и высокочастотные заградители, состоящие из реакторов и элементов настройки [Описание изобретения по патенту №907658. Бюллетень №7 от 23.02.82, с. 1].

При заземлении троса по общим концам через небольшое индуктивное сопротивление высокочастотных заградителей и при отсутствии транспозиции фаз и скрещивании тросов значительный сопровождающий ток возникает лишь вблизи концов участка линии, где сказывается активное сопротивление цепи замыкания троса на землю. Однако при такой схеме подвески в контурах «трос - земля» и «трос - трос» в нормальном режиме работы линии электропередачи возникают значительные токи, которые создают потери энергии в активном сопротивлении тросов.

Известна электропередача с грозозащитными тросами, заземленными в одной точке [Дальние электропередачи 750 кВ /Под ред. А.М. Некрасова и С.С. Рокотяна, М., 1974, с. 215].

Недостатком данного технического решения является необходимость обеспечения высокого уровня изоляции грозозащитных тросов из-за значительных напряжений, наводимых в тросах от протекающих в фазах линии электропередачи токов, и, как следствие, существенное увеличение стоимости линии электропередачи.

В качестве прототипа выбрана электропередача сверхвысокого напряжения, содержащая фазные провода, грозозащитные тросы и шунтирующие реакторы, подключенные к фазным проводам [Дальние электропередачи 750 кВ /Под ред. А.М. Некрасова и С.С. Рокотяна, М., 1974, с. 180].

Недостатком данного технического решения является высокий уровень тросовой изоляции.

Цель предлагаемого изобретения - снизить уровень изоляции грозозащитных тросов и величину протекающих в тросах токов и, как следствие, уменьшить стоимость линии электропередачи и снизить потери энергии в тросах.

Поставленная цель достигается тем, что в линии электропередачи высокого напряжения с грозозащитными тросами и подключенными по концам линии устройствами компенсации реактивной мощности (УКРМ) фазы УКРМ собраны по схеме «звезда» с изолированной нейтралью, а по крайней мере один грозозащитный трос на каждом конце линии электропередачи присоединен к изолированной нейтрали УКРМ. При этом между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно подключено устройство с пороговой вольт-амперной характеристикой, например ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН), и/или включена цепочка из последовательно включенных компенсационного реактора и коммутационного аппарата. Причем в качестве УКРМ может использоваться управляемый шунтирующий реактор. Кроме того, дополнительно в нескольких точках линии электропередачи параллельно изоляторам грозозащитного троса устанавливается несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Оно содержит линию электропередачи 1 с грозозащитными тросами 2, подвешенными на изоляторах 3, УКРМ в виде шунтирующих реакторов 4, установленных на концах линии электропередачи 1, к изолированным нейтралям 5 которых подключен один из грозозащитных тросов 2, а также ОПН 6 и цепочка последовательно включенных компенсационного реактора 7 и выключателя 8, подключенных между нейтралью 5 и «землей». Кроме того, параллельно изоляторам 3 установлены несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой 9, равномерно распределенных по длине линии электропередачи 1.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме выключатель 8 отключен, потенциал грозозащитного троса 2, подключенного к изолированной нейтрали 5, фиксирован трехфазным делителем напряжения, которым является в данном случае шунтирующий реактор 4, и его потенциал относительно земли в месте его подключения к нейтрали 5 близок к нулю, т.е. уровень изоляции грозозащитного троса 2 достаточно низок и количество изоляторов 3 определяется только условиями работы высокочастотной связи. Кроме того, благодаря включению в контуры грозозащитного троса «трос - «земля» и «трос - трос» сопротивления шунтирующего реактора 4 значительно снижается ток и уменьшаются потери электроэнергии в грозозащитном тросе 2. При перекрытии любого из изоляторов 3 грозозащитного троса 2 в результате грозового импульса или при протекании тока короткого замыкания в линии электропередачи 1 сопротивлением шунтирующего реактора 4 сопровождающий ток промышленной частоты снижается до минимальных значений.

Поэтому после прекращения грозового импульса или короткого замыкания на линии электропередачи 1 перекрытие изоляторов 3 прекращается и грозозащитный трос 2 становится изолированным от земли. Устройство возвращается в исходное состояние. При повышении напряжения на нейтрали 5 выше допустимого срабатывает ОПН 6 и ограничивает его значение до допустимого уровня.

В случае отказа релейной защиты при отключении короткого замыкания на линии электропередачи 1 для ограничения длительности протекания тока по ОПН 6 выключатель 8 включают, соединяя через компенсационный реактор 7 нейтраль 5 с «землей». Цепочку из последовательно включенных компенсационного реактора 7 и выключателя 8 подключают также при отключении шунтирующего реактора 4 от линии электропередачи 1 в режиме максимальных нагрузок. В этих условиях ток в цепи грозозащитных тросов ограничивается действием сопротивления компенсационного реактора 7.

Протекающий в аварийных фазах линии электропередачи 1 ток наводит на некоторых участках грозозащитного троса 2 потенциалы, превышающие уровень его изоляции. Устройства с пороговой вольт-амперной характеристикой 9 срабатывают при превышении допустимых значений, предотвращая перекрытие изоляции.

Так как шунтирующие реакторы в ряде случаев могут быть отключены, то для повышения эффективности технического решения целесообразно применять управляемые шунтирующие реакторы, что позволяет не отключать их от сети и плавно регулировать величину сопротивления обмотки.

Предлагаемая линия электропередачи обладает техническими преимуществами по сравнению с прототипом, т.к. позволяет снизить уровень изоляции грозозащитных тросов и уменьшить потери электроэнергии от протекания тока в грозозащитном тросе.

Использование: в области электротехники. Технический результат – снижение уровня изоляции грозозащитных тросов и величины протекающих в них токов. В линии электропередачи высокого напряжения с грозозащитными тросами и подключенными по концам линии устройствами компенсации реактивной мощности (УКРМ) фазы УКРМ собраны по схеме «звезда» с изолированной нейтралью, а по крайней мере один грозозащитный трос на каждом конце линии электропередачи присоединен к изолированной нейтрали УКРМ. Между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно подключено устройство с пороговой вольт-амперной характеристикой, например ОПН, и/или включена цепочка из последовательно включенных компенсационного реактора и коммутационного аппарата. В качестве УКРМ может использоваться управляемый шунтирующий реактор. В нескольких точках линии электропередачи параллельно изоляторам грозозащитного троса устанавлены несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Линия электропередачи высокого напряжения с грозозащитными тросами и подключенными по концам линии устройствами компенсации реактивной мощности (УКРМ), отличающаяся тем, что фазы УКРМ собраны по схеме «звезда» с изолированной нейтралью, а по крайней мере один грозозащитный трос на каждом конце линии электропередачи присоединен к изолированной нейтрали УКРМ.

2. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно подключено устройство с пороговой вольт-амперной характеристикой, например ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН).

3. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно включена цепочка из последовательно включенных компенсационного реактора и коммутационного аппарата.

4. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве УКРМ используется управляемый шунтирующий реактор.

5. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно в нескольких точках линии электропередачи параллельно изоляторам грозозащитного троса установлены несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой.