Способ электроснабжения потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ Российский патент 2024 года по МПК H02J3/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области электроэнергетики и может использоваться для обеспечения электроснабжения в неполнофазных режимах работы электрической сети с разземленной или изолированной нейтралью трансформаторов с использованием связи между подстанциями.

Уровень техники

Известен способ перевода в неполнофазный режим линии электропередачи из авторского свидетельства № 1343497, МПК H02J 3/26, опубл. 07.10.1987, целью которого является снижение напряжений обратной и нулевой последовательности. Поставленный результат достигается за счет переключения отпаек устройствами регулирования напряжений однофазных автотрансформаторов на передающем и приемном концах линии. Переключения осуществляются на передающем конце на отстающих фазах относительно поврежденной, а на приемном конце на опережающей фазе по отношению к поврежденной.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности при переводе в неполнофазный режим принудительного перевода в режим с глухозаземленной нейтралью и обратно.

Из авторского свидетельства № 653679, МПК H02J 3/26, опубл. 25.03.1979 известен, принятый за прототип, способ перевода в неполнофазный режим линии электропередачи. Способ относится к области режимов работы линий электропередачи 500 кВ и выше переменного потока, где применяются группы однофазных автотрансформаторов. Способ перевода в неполнофазный режим линии электропередачи включает в себя отключение поврежденной фазы, заземление отключенной фазы, на приемном конце отключение от линии шунтирующих реакторов, соединение трех фаз реактора в параллель и подключение к фазе, отстающей от поврежденной на 240°.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности при переводе в неполнофазный режим принудительного перевода в режим с глухозаземленной нейтралью и обратно и, как следствие, невозможность применения способа в электрических сетях 110 кВ.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей является обеспечение питания потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ до начала устранения причины аварии и переход в нормальный режим после ее устранения.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе электроснабжения потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ, включающем отключение и заземление с двух сторон поврежденного фазного проводника, восстановление уровня напряжения до уровня напряжения полнофазного режима, согласно изобретению, на приемной подстанции в качестве трансформатора устанавливают трехфазный двухобмоточный трансформатор с выключателем в его нейтрали, при возникновении аварии релейной защитой определяют поврежденную фазу и производят отключение сети, отключение поврежденного фазного проводника с двух сторон производят посредством связи между подстанциями, затем заземляют нейтраль трансформатора на приемном конце, а после устранения причины повреждения фазного проводника переводят режим нейтрали трансформатора в разземленный и включают ранее поврежденный фазный проводник.

Краткое описание чертежей (если они содержатся в заявке)

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фрагмент схемы сети, на котором продемонстрировано необходимое оборудование для перехода в неполнофазный режим. На фиг. 2 изображен фрагмент сети в послеаварийном неполнофазном режиме.

Осуществление изобретения

Фрагмент трехфазной электрической сети с фазными проводниками W1,W2,W3 содержит выключатель 1, подключенный к нейтрали трансформатора приемной подстанции, а также выключатели 2 и 3, снабженные устройством пофазного привода выключателя (УППВ), выполненным с возможностью включения двух любых фаз. Трансформатор приемной подстанции выполнен трехфазным двухобмоточным с наличием регулировки коэффициента трансформации.

Способ реализуется следующим образом.

При возникновении аварии релейной защитой определяют поврежденную фазу и производят отключение сети выключателем 2, формируют сигнал для отключения поврежденного проводника выключателем 3 на принимающем конце, доставленный посредством наличия связи между подстанциями, отключают поврежденную фазу выключателем 3, определенную как аварийная релейной защитой выключателя 2, заземляют нейтраль трансформатора на приемном конце через выключатель 1. Возобновление питания происходит включением двух фаз устройством привода выключателя 2, восстанавливают уровень напряжения предшествующего полнофазного режима, линию отключают на время проведения ремонтных работ, направленных на устранение причин аварии. После устранения причины аварии переход в нормальный режим реализуют отключением выключателя 1 в нейтрали трансформатора и включением выключателем 3 ранее поврежденного проводника.

Включение двух фаз может быть реализовано с помощью устройства привода выключателя, а также, например, в виде отключения разъединителя поврежденной фазы с последующим включением выключателя. Приведенные примеры отключения фазного проводника иллюстрируют заявленное изобретение, но не ограничивают его. Выбор устройства для отключения поврежденного проводника не меняет технической сути заявленного решения. Достижение технического результата, а именно расширение функциональных возможностей способа, обеспечивается при отключении поврежденной фазы любым возможным устройством.

Режим работы сети заявленного способа может быть реализован, так как симметрия напряжений на высшей и низшей стороне трансформатора принимающего конца не нарушается. Это подтверждается тем, что оборванная фаза без замыкания на землю обеспечивает дальнейшее функционирование сети, при применении глухозаземленной нейтрали (фиг. 2). Это обосновывается тем, что при обрыве фазного проводника практически не искажаются значения основных режимных параметров. Это обусловливается тем, что при заземленной нейтрали трансформатора каждая фаза питается независимо от других, а векторная сумма напряжений этих фаз определяет модуль и угол напряжения поврежденной фазы. Под действием напряжения со стороны источника питания в магнитопроводе также создается суммарный магнитный поток от неповрежденных фаз, модуль и угол которого задается подводимым напряжением. Этот поток поступает через ярма в фазу с обрывом, где этим же магнитным потоком возбуждается напряжение, которое было до обрыва.

Если при отключении одной из фаз сохраняется симметрия напряжения у потребителя, то отключать линию при обрыве или при однофазном замыкании на землю равносильно переводу питания по двум фазам, но с ограничением по передаваемой мощности.

Способ обеспечения электроснабжения потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ с разземленной нейтралью трансформатора предполагается для использования: на классе напряжения 110 кВ, как одноцепных, так и двухцепных линиях.

Отключение поврежденной фазы с обеих сторон и переход в режим глухозаземленной нейтрали в послеаварийном режиме работы сети позволит снабжать потребителей электроэнергией до начала ремонтных работ на питающей линии, а перевод из режима с глухозаземленной нейтралью трансформатора обеспечит переход в нормальный режим работы электрической сети, что расширяет функциональные возможности способа.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Техническим результатом является обеспечение питания потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ до начала устранения причины аварии и переход в нормальный режим после ее устранения. Способ электроснабжения потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ включает установку на приемной подстанции в качестве трансформатора трехфазного двухобмоточного трансформатора с выключателем в его нейтрали, при возникновении аварии релейной защитой определяют поврежденную фазу и производят отключение сети, отключают и заземляют поврежденный фазный проводник с двух сторон посредством связи между подстанциями, затем заземляют нейтраль трансформатора на приемном конце, восстанавливают уровень напряжения до уровня напряжения полнофазного режима, после устранения причины повреждения фазного проводника переводят режим нейтрали трансформатора в разземленный и включают ранее поврежденный фазный проводник. 2 ил.

Способ электроснабжения потребителей при повреждении фазы электрической сети 110 кВ, включающий отключение и заземление с двух сторон поврежденного фазного проводника, восстановление уровня напряжения до уровня напряжения полнофазного режима, отличающийся тем, что на приемной подстанции в качестве трансформатора устанавливают трехфазный двухобмоточный трансформатор с выключателем в его нейтрали, при возникновении аварии релейной защитой определяют поврежденную фазу и производят отключение сети, отключение поврежденного фазного проводника с двух сторон производят посредством связи между подстанциями, затем заземляют нейтраль трансформатора на приемном конце, а после устранения причины повреждения фазного проводника переводят режим нейтрали трансформатора в разземленный и включают ранее поврежденный фазный проводник.