Способ передачи мощности по линии электропередачи Советский патент 1984 года по МПК H02J3/26 

одноименной с поврежденной, по зависимости г

(Р))

. ХлэР

ЗХо

-ПТир-JЬр PZ- n i+ XojL

(и)

1 tbf-bo 3

где bpj- проводимость элементов.

Р2

подключенных к фазе электро1132324

передачи, одноименной с поврежденной, на обеих подстанциях неполнофазной линии;

эквивалентная емкостная

проводимость линии по прямой последовательности;

эквивалентная емкостная

проводимость линии по нулевой последовательности.

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ ПО ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, на подстанциях .которой установлены автотрансформаторы и емкостные и индуктивные элементы, при котором при устойчивом однофазном повреждении отключают поврежденную фазу линии от шин примыкающих подстанций, контролируют передаваемую по линии мощность, компенсируют ГОКИ нулевой последовательности емкостными элементами, включенными в рассечку обмоток низкого напряжения автотрйнсформаторов, снимают токи обратной последовательности, отключая индуктивные элементы от фаз электропередачи, опережающей поврежденную ни отправном конце и отстающей от нее на приемном конце, и изменяя реактивные проводимости индуктивных элементов на фазах, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, Отличающи йс я тем что, с целью минимизации токов обратной последовательности при изменении передаваемой мопщости от нуля до максимально возможной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи, реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, изменяют по зависимости ц Хо ХлэФ DPJAr-iUi- ZXj (U) bp,,-проводимость элементов, где подключенных к фазам электропередачи, опережающей, поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце; 0реактивное сопротивление линии по нулевой последовательности; r 9 N9 реактивное сопротивление линии прямой последователь:о ности; Nd X -«-ZXo X Xj, - эквивалентное 1 сопротивление линий р- реактивная мощность,, передаваемая по неповрежденным фазам линии; . и - линейное напряжение прямой последовательности на шинах подстанций неполнофазной -ЛИНИИ, и дополнительно изменяют реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных на обеих примыкающих подстанциях к фазе электропереда и.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линиям электропередачи (ВЛ) высокого напряжения.

Известен способ передачи мощности в неполнофазном режиме линии электро передачи с шунтирующими реакторами, основанный на отключении двух из трех шунтирзтощих реакторов на приемном и передающем концах электропередачи Cl.

Однако степень компенсации токов обратной последовательности в генераторах приемной и передающей систем оказывается малой, что ограничивает величину передаваемой мощности по неполнофазной линии. Кроме того, данный способ не обеспечивает компенсацию токов нулевой последовательности в присоединениях примыкающих к неполнофазной линии.

Известно также устройство для обеспечения погасания дуги подпитки в режиме паузы однофазного автоматическргр повторного включения (ОАПВ), содержащее конденсаторную батарею, вктаоченную в обмотку йизкого напряжения автотрансформатора и зашунтированн5то выключателем. Указанное устройство может быть использовано в длительном неполнофазном режиме ВЛ для компенсации.токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к неполнофазной линии 12

Недостаток устройства состоит в том, что сопротивление конденсаторной батареи принято равным реактивному сопротивлению ветви намагничивания автотрансформатора. Подключени и рассечку обмоток низкого напряжени автотрансформатора конденсаторной батареи с указанным реактивным сопротивлением не обеспечивает полной компенсации токов нулевой последовательности.

Причем подключение в контур обмотки низкого напряжения автотрансформатора конденсаторной батареи может , привести к появлению недопустимо высокого уровня токов обратной последовательности в нагрузке, подключенной, к указанной обмотке автотрансформатора. Кроме того, использование указанного устройства в длительных неполнофазных режимах не обеспечивает компенсации токов обратной последовательности, что существенно ограничивает величину передаваемой мощности по неполнофазной линии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ- передачи мощности по неполнофазной линии, осуществляемый при переводе линии электропередачи с шунтирующими реакторами в неполнофазный режим, при котором отключают повревденную фазу и изменяют реактивные проводимости фаз линии путем отключения фаз шунтирующих реакторов от поврежденной и отстающей от нее фазы линии на приемном конце электропередачи и подключения отключенных фаз реактора к опережающей фазе линии СЗ .

Этот способ обеспечивает большую пропускную способность неполнофазной линии по условию допустимости величин токов обратной последовательности для генераторов приемной системы по сравнению с аналогами. Недостаток этого способа состоит в том .что, подключая реактивные проводимости к фазе, опережающей поврежденную на приемном конце линии, и к J фазе, отстающей от поврежденной на отправном конце линии, невозможно скомпенсировать токи обратной после довательности в примыкающих система если величина передаваемой по линии мощности превьпиает 25-30% натуральной мощности линии. Для обеспечения компенсации токов обратной последовательности при больших величинах передаваемой мощности по неполнофаз ной линии необходимо дополнительно подключать реактивные проводимости другим фазам электропередачи. Недостаток указанного способа заключается э том, что подключение к соответствующим фазам электропере дачи реактивностей с неизменными проводимостями обеспечивает компенсацию токов обратной последовательности в примыкающих системах только узком диапазоне передаваемых мощностей. При изменении величины переда ваемой по неполнофазной линии мощности величины токов обратной после довательности в примыкающих система могут превысить свои допустимые значения. Для обеспечения допустимого уровня несимметрии при передач мощности от нуля до максимггпьно воз можной в неполнофазном режиме работ линии электропередачи необходимо изменять проводимости подключенных реактивностей в зависимости от величины передаваемой мощности. Кроме того, недостаток этого спо соба состоит в том, что фазы реакто ров , соединенные параллельно и подключенные к одной из фаз линии, являются генераторами токов нулевой последовательности в присоединениях примыкающих к неполнофазной линии. Токи нулевой последовательности, пр текая по указанньм присоединениям, могут вызывать ложное срабатывание релейных защит присоединений и их отключения при отсутствии аварии. Цель изобретения - обеспечение передачи мощности от нуля до максимально возможной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи при условии компенсации токов нулевой, последовательности путем миними зации токов обратной последовательности во всем диапазоне передаваемы мощностей. Поставленная цель-достигается те что согласно способу передачи мощ.нести по линии электропередачи, н-а 244 подстанциях которой установлены автотрансформаторы и емкостные и нндук-т тинные элементы, при котором при УСТОЙЧИВОМ однофазном повреждении отключают поврежденную фазу линии от шин примыкающих подстанций, контролируют пеЕ1едаваемую по линии мощность, компенсируют токи нулевой последовательности емкостными элементами, включенными в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов, снижают токи .обратной последовательности, отключая индуктивные элементы от фаз электропередачи, опережающей поврежденную на отправном конце и отстающей от нее на приемном конце, и изменяя реактивные проводимости индуктивных элементов на фазах, oneрежающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, изменяют по зависга ости гУзХо Лда-Р Jri(Xinxj (U)где .Ь проводимость элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце; XQ- реакти5вное сопротивление линии по нулевой последовательности;реактивное сопротивление линии по прямой последовательностиу Xi -ИХо + Хо Р- активная мощность, передаваемая по не поврежденным фазам линии; и - линейное напряжение прямой последовательности на шинах подстанции неполнофазной линии, и дополнительно изменяют реактивные проводимости индуктивных элемен-тов, подключенных на обеих примыкакицих подстанциях к фазе электропередачи. одноименной с поврежденной, по зави симости ..,-| k ЗХо 1 р2-77 хГ+2Хо) 5 проводимость элементов, подключенных к фазе элект ропередачи, одноименной с поврежденной на обеих под станциях неполнофазной линии; эквивален,тная емкостная проводимость линии по прямой последовательности; эквивалентная емкостная проводимость линии по нулевой последовательности. Передача мощности, в неполнофазном режиме, обеспечиваемая минимизацией токов обратной последовательности, может быть определена только при условии одновременной компенсации токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к непол нофазной линии. В противном случае величина мощности, передаваемой по неполнофазной линии, будет существе

но ограничена уровнем токов нулевой последовательности в примыкающих присоединениях. Компенсация токов нулевой последовательности достигается путем подключения в рассечку 5 обмоток низкого напряжения автотрансформаторов , установленных на подстанциях неполнофазной линии, конденсатЬрных батарей, суммарное емкостное сопротивление которых равно по вели- 40 чине утроенному реактивному сопротивлению обмотки низкого напряжения автотрансформатора. Подключение конденсато Е ных батарей с указанным емкостньм сопротивлением приводит к 45 такому перераспределению токов нулевой последовательности, генерируемых неполнофаяной линией и реа ктивностями, когда их больщая часть замыкается в обмотках низкого напряжения автотран-50 сформаторов и не падает в примыкающие присоединения. При этом происходит полная компенсация токов нулевой последовательности в присоединениях, подключенных к обмоткам среднего 55 напряжения автотрансформаторов, и снижение величин токов нулевой последовательности до длительно допустимых

токов.

Минимизация токов обратной последовательности осуществляется путем изменения проводимостей реактивностей Ьр) и bpi в соответствии с соотношениями (1) и (2). При этом вектора токов обратной последовательности, потребляемых реактивностями с проводимостями bpi к Ьр2. , равны по модулю токам обратной последовательности по концам неполнофазной линии и имеют такие фазы, что вектора токов обратной последовательности в примыкающих соединениях равны нулю.

Минимизация токов обратной после-, довательности может быть осуществлена как на электропередачах, оснащенных управляемыми источниками реактивной мощности (ИРМ): статическими-тиристорными компенсаторами, регулируемыми реакторами, так и на электропередачах, оснащенных обычными шунтирующими реакторами. Если электропередача оснащена ИРМ, то непрерывное изменение их проводимостей Ьр2. в соответствии с соотношениями (1) .и (2) в неполнофазном режиме работы глинии электропередачи может быть вприсоединениях, непосредственно подключенных к шинам, питающим неполнофазную линию. Если к обмоткам низкого напряжения автотрансформатора подключена нагрузка, то при подключении емкостей в рассечку указанных обмоток в нагрузке могут появиться недопустимые по величине токи обратной последовательности. Для исключения токов обратной последовательности в нагрузке, в рассечку между каждыми двумя обмотками низкого напряжения автотрансформатора следует подключать конденсаторные батареи с одинаковым емкостным сопротивлением. Сопротивление каждой конденсаторной батареи равно по величине реактивному сопротивлению обмотки низкого напряжения автотрансформатора., Подключение конденсаторных батарей в треугольник автотрансформатора в неполнофазном режиме приводит к уменьшению суммарного сопротивления электропередачи по нулевой последовательности. .При этом уменьшаются величины токов обратной последовательности, протекающих по электропередаче в неполнофазном режиме работы линии. что облегчает минимизацию указанных. реализовано с помощью системы управ ления ИРМ. При установке на электропередаче шунтирующих реакторов минимизацию токов обратной последовательности можно обеспечить, если предусмотрет возможность отключения фаз реакторо от фаз электропередачи и подключени отключаемых фаз к фазам электропере .дачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце а также в фазе электропередачи, одноименной поврежденной на обеих примыкающих подстанциях. Проводимости фаз реакторов,.подключенных к указанным фазам электропередачи, изменяют дискретно, варьируя числом подключенных реакторов. Изменение числа подключенных фаз реакторов осуществляют в зависимости от величины передаваемой активной мощности таким образом, чтобы проводимости фаз реакторов, подключенных к указанным фазам электропередачи, минималь но отличались от величин проводимостей .реа1 тивностей Бр1 и bpi , определенных согласно соотношениям (1) и (2), во всем диапазоне переда ваемых мощностей. При этом обеспечи вается минимизация токов обратной последовательности в системах, при.мыкающих к неполнофазной линии. Изменение числа фаз реакторов в зав симости от величины передаваемой мощности производится по результатам сравнения передаваемой мощности с уставками, определенными из условия минимизации токов обратной последовательности в примыкающих системах, На фиг. 1 представлена схема электропередачи, в которой реализуется предлагаемый способ передачи МОЩНОСТИ} на фиг. 2 - изменения схе подключения реакторов к отправному концу электропередачи в неполнофазн режиме линии в зависимости от перед ваемой по линии активной мощности. Схема электропередачи содержит линию 1, включенную к трехфазным шинам 2 и 3 через линейные выключатели 4. Шины 2 связаны с отправной системой 5, а шины 3-е приемной системой 6 через трехобмоточные авт трансформаторы 7. К шинам 2 примыка линия 8, а к шинам 3 - линия 9. По концам линий Т, 8 и 9, примыкающим к шинам 2 и 3,соответственно устано лены шунтирующие реакторы 10, подключенные через фазные выключатели 11 и разъединители 12. Разъединители 13, обеспечивающие переключение фаз реакторов на соседние фазы линии, включаются между выключателями 11 и разъединителями 12. Разъединители 14, обеспечивающие переключение фазы реактора от фазы линии на одноименную фазу шин подстанции, включаются между разъединителями 12 и разъединителями 13. В рассечку между каждыми двумя обмотками низкого напряжения 15 aвtoтpaнcфopмaтoров 7 включена конденсаторная батарея 16. Все конденсаторные батареи 16 шунтированы ,в нормальном режиме выключателями 17. Способ передачи мощности в неполнофазном режиме работы линии электропередачи осуществляется следующим образом. При повреждении фазы, например А ее отключают с обе.их сторон выключателями 4. Линию 1 разгружшот до допустимой величины активной мощности. Отключают выключатели 17, шнтирующие конденсаторные батареи 16, которые включены в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформато ров 7. Измеряют активную мощность , передаваемую по линии 1, производят .сравнение передаваемой мощности Р с уставками мощности, определенными из условия мин имизации тока обратной последовательности и по результатам сравнения изменяют число фаз .реакторов, подключенных к фазам электропередачи, посредством коммутации выключателей и разъединителей (фиг. 2). При включении в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов конденсаторных батарей, перекоммутации фаз двух реакторов на каждом из .концов электропередачи и изменении проврдимостей фаз реакторов , подключенных к соответствукицим фазам электронередачи, в зависимости от величины мощности, по неполкофазной линии можно передать активную мощность, равную 0,48 PHUT , при доспустимом токе обратной последовательности в генераторах примыкающих систем. Суммарная реактивная мощность конденсаторных батарей, пoдкJnoчaeмыx в рассечку третичных обмоток автотрансЛорматоров, при передаче

0,48 по двум фазам составляет (на один автотрансформатор) 0,ОЗРийт Использование данного способа обеспечивает передачу значительной активной мощности в неполнофазном режиме, 5 что приводит к уменьшению ущерба от недоотпуска энергии в аварийных слуULli j

иг.1

чаях, повьшая тем самым надежность работы энергосистемы. Предполагаемый экономический эффект достигается за счет повышения надежности работы электропередачи без увеличения резерва активной мощности в приемной системе .