Способ автоматического повторного включения линии электропередачи со статическим компенсатором Советский патент 1985 года по МПК H02J3/18 H02H3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения.

, Для обеспечения высокой надежноети линии электропередачи оборудуются устройствами автоматического повторного включения (АПВ), длительность бестоковой паузы которых определяется, в основном, временем погасания дуги.

Известны линии электропередачи со статическими компенсаторами, которые не только обеспечивают регулирование напряжения и, следовательно, реактивной мощности по условиям повы шения пропускной способности линий и уменьшения потерь мощности и энергии в нормальных режимах, но и способствуют сохранению устойчивой работы электропередачи при АПВ путем ускорения процесса гашения дуги. Управление реактивной мощностью в указанных статических компенсаторах осуществляется пофазно путем изменения тиристорными вентилями длительности протекания тока во вторичной обмотке трансформатора. Наличие батарей конденсаторов позволяет достигнуть регулирования в диапазоне от емкостной до индуктивной нагрузки. Ни трансформаторе установлена также дополнительная третичная обмотка, соединенная треугольником для ограничения гармоник, генерируемых компенсатором в сеть в нормальных режимах работы линии электропередачи. Между нейтралью статического компенсатора и землей установлен компенсадаонный реактор, обеспечивающий надежное гашение дуги на отключенной фазе линии при самоликвидирующихся коротких замьжаниях l .

Известен способ автоматического повторного включения линии электропередачи, при котором отключенную фазу автоматически включают через заранее определенное время, достаточное для погасания дуги подпитки по схеме четырехлучевого реактора 2.

Недостатком этого способа при наличии на линии статического компенсатора с компенсационным реактором в нейтрали является невозможность одновременного повышения пропускной способности двух оставшихся в работе фаз электропередачи в паузу ОАПВ и

обеспечении ускорения гашения дуги подпитки на отключенной фазе при самоликвидирующихся коротких замыка,ниях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического повторного включения линии электропередачи со статическим компенсатором содержащим трансформатор с обмоткой соединенной треугольником, батарею конденсаторов, встречно-параллельно соединенные тиристоры и компенсационный реактор в нейтрали, заключакицийся в том, что отключенные фазы лини автоматически включают через заданное время после их отключения, достаточное для погасания дуги подпитки, причем с началом бестоковой паузы раз мьжают обмотку трансформатора соединенную треугольником, и запирают встречно-параллельные тиристоры, в фазе статического компенсатора, соответстзукдцей отключенной Гз ,

Недостатками известного способа АПВ линии электропередачи являются значительные коммутационные перенапряжения, развивающиеся при повторном включении при разомкнутой обмотке трансформатора, соединенной в треугольник, и удорожание компенсатора, обусловленное необходимостью ocHfij -ния конденсаторных батарей дополи/тельными тиристорньпуш блоками для обеспечения требуемого в их управлении быстродействия.

Цель изобретения - снижение уровней перенапряжений при повторном включении фазы линии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического повторного включения линии электропередачи ср статическим компенсатором, содержащим трансформатор с обмоткой, соединенной в треугольник, батарею конденсаторов встречно-параллельно соединенные тиристоры и компенсационный реактор и нейтрали, заключающемуся в том,что отключенные фазы линии автоматически включают через заданное время после их отключения, достаточное для погасания дуги подпитки, причем с началом бестоковой паузы размыкают обмотку трансформатора, соединенную треугольником, и запирают встречнопараллельные тиристоры в фазе статического компенсатора, соответствукнцей отключенной, замыкают обмотку трансформатора, соединенную в треугольник, за время ,05-0,15 с до повторного включения и затем открывают тиристоры в поврежденной фазе. На фиг.1 приведена однолинейная схема электрических соединений лини электропередачи со статическим компенсатором на фиг.2 - схема, поясняющая быстрое восстановление эЛектрической прочности канала дуги при ОАПВ. Однолинейная схема содерямт выключатель 1, высоковольтную линию ЛЭП 2, трансформатор 3, батарею кон денсаторов 4, цепочку индуктивности и тирис-торных вентилей 5, компенсагронный реактор 6, регулятор 7, ста тический компенсатор 8 в режиме генерации реактивной мощности, сопротивление компенсационного реактора 9, вторичную дугу 10 при ОАПВ, фазы ЛЭП 11-13. Выключатель 1 подсоединяет к ншнам подстанции линию 2, на которой установлен статический компенсатор, состоявши из трансформатора 3, батареи конденсаторов 4 с параллельно подключенной к ней цепочкой индуктивности и тиристорных вентилей 5. Между нейтралью статического компен сатора и землей установлен компенса- ционньй реактор 6. Управление тиристорами осуществляется с помощью регу лятора 7. Трансформатор 3 имеет дополнительную третичную обмотку, сое диненную в треугольник. При отключении однофазного заыыкания на линии в цикле ОАПВ на поврежденной фазе развивается мощная вторичная дуга 10 (фиг.2), подпитыв емая через электромагнитные связи с двумя неповрежденными фазами 11 и 1 и треугольник обмотки трансформатор Гашение дуги может быть достигнуто Только при устранении этой подпитки Отключение поврежденной фазы линии приводит к уменьшению передаваемой по ней мощности и может послужить причиной нарушения устойчивой работ электропередачи. Для предотвращения этого необходимо во время паузы ОАП увеличить транспорт энергии по двум оставшимся фазам для чего требуетс обеспечить генерацию в них мощности CTKf Ослабление связи между фазами достигается размыканием обмотки трайсформатора, соединенной в треугольник. Для полной компенсации тока подпитки и выдачи реактивной мощности в неповрежденные фазы линии требуется закрыть встречно-параллельные тиристоры в аварийной фазе и осуществить подстройку срответствуищих в двух других фазах так, чтобы исключить электромагнитное взаимодействие фаз линии. Необходимое по условиям сохранения устойчивости работы электропередачи регулирование мощности, вьщаваемой в неповрежденные фазы линии, может быть осуществлено частичным открытием тиристоров аварийной фазы. Длительность паузы ОАПВ выбирается достаточной для надежного гашения дуги подпитки в любых режимах работы электропередачи. За ,05-0,t5 с до повторного включения поврежденной фазы осуществляется замыкание обмотки трансформатора, соединенной треугольником, и открываются тиристоры аварийной фазы. Это приводит к уменьшению эквивалентного сопротивления схемы по нулевой последовательности и, следовательно, к уменьшению величины вынудденного напряжения на линии после ее повторного включения. Одновременно при замыкании треугольника осуществляется принудительное наведение на отключенной фазе линии напряжения соответствующей фазы питающей подстанции и напряжение на контактах линейного выключателя,под- . лежащего коммутации сводится к малой величине. Оценочные расчеты показывают, что оно зависит от мощностей короткого замыкания питаиящх подстанций и реактансов трансформатора и в любом случае не превышает (О,10,15)U(p. Время упреждения повторного включения фазы линии замыканием треугольника трансформатора определяется временем включения выключателя, установленного на выводах этой обмотки, а также необходимым запасом, учитываюгцим разброс времен срабатывания выключателя. Чрезмерно раннее замыкание треугольника (за время, большее чем 0,2 с до повторного включения фазы линии) может ухудшить условия гашения дуги и потребует затягивания паузы ОАПВ. Вьщержка времени меньшая, чем указанная, может привести при возможной задержке включения к нарушению необходимой последовательности коммутаций вы 1

ключателя на зажимах обмотки трансформатора и линейного выклкпателя. Замыкание обмотки трансформатора в указанные пределы времени производит ся при практически полностью восстановившейся электрической прочности промежутка, на котором горела дуга, и, следовательно, способного вьщержать рабочее напряжение без повторного пробоя. Достигаемое при этом снижение напряжения на контактах ли50701

нейного выключателя обеспечивает существенное уменьшение величины ударного коэффициента KUJ и, следовательно, величин коммутационных перенапряжений при повторном включении, определяемых в„,. К.

Таким образом, предлагаемый способ осуществления АЛВ обеспечивает минимизацию коммутационных перена0 пряжений при повторном включении поврежденной фазы.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СО СТАТИЧЕСКИМ КОМПЕНСАТО0иг.1 РОМ, содержащим трансформатор с обмоткой, соединенной треугольником, батарею конденсаторов, встречно-параллельно соединенюле тиристоры и компенсационный реактор в нейтрали, заключаищийся в том, что отключенные фазы линии автоматически включают через заданное время после их отключения, достаточное дяя погасания дуги подпитки, причем с началом бестоковой паузы раз ув 1кают обмотку трансформатора, соединенную треугольником, и запирают встречно-параллельные тиристоры в фазе стати- . ческого компенсатора, соответствую-щей отключенной, отличающийся тем, что, с целью снижения уровней перенапряжений при повторном включении фазы линии, замыкают обмотку трансформатора, соединенную в треугольник, за время ,050,15 с до повторного включения и затем открывают тиристоры на поврежденной фазе.

Фиг.2