Электропередача переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к .электроэнергетике и может быть использовано при передаче электроэнергии по одно- цепным воздушным линиям электропередачи.

Цель изобретения - упрощение и по вьппение экономичности электропередачи, а также обеспечение -работы линии .электропередачи с заданным фиксированным углом сдвига фаз при изменении параметров режима электропереда- .чи и расширение диапазона регулирования угла фазового сдвига и режимов электропередачи.

На фиг. 1 изображена схема электропередачи; на фиг, 2 - то же, вариант; на фиг, 3-5 - векторные диаграммы напряжений, поясняющие работу электропередач; на фиг. 6 и 7 - схемы обмоток трансформатора с устройствами регулирования напряжения и элементами системы упр авления ими.

На фиг.1 показана схема электропередачи, в которой к шинам I передающей системы через фазосдвигающее уст ройство 2 подключены провода 3 линии электропередачи.

На приемном конце линии провода соединяется с шинами 4 приемной системы, к которым подключены однофазные трансформаторы ,5, питающие однофазную нагрузку Н, Hj, Hj,

Фазосдвигающее устройство. 2, установленное в начале линии электропередачи, выполнено на основе магнитной системы обычного трехфазного трехстержневого трансформатора, Обмотки 6 на стороне одного из номинальных напряжений подключены к шинам 1 передающей системы. Обмотки на стороне другого номинального нап- ряжения выполнены из двух групп полу .обмоток: 7 -. (полуобмотки первой группы) и О - 12 (полуобмотки второй группы), Лолуобмотки 7 и 10 составляют фазу А трансформатора,полуобмотки 8 и II - фазу В, полуобмотки 9 и 12 - фазу С, Концы полуобмоток 7- 9 обозначены через X, у, z , а начала этих полуобмоток - соответственно а , Ъ , с , Концы полуобмо- .ток 10 - 12 обозначены через х , у , z , а начала этих полуобмоток -чсо- ответственно а, Ь, с,.Полуобмотки в каждой фазе трансформатора намотаны согласно, что на-фиг. изображено взаимным расположением концов и начал полуобмоток. Так, например, в

фазе А начала а и а полуобмоток 7 и 10 расположены по одну сторойу от их концов X и х , Концы X, у, Z

трех полуобмоток 7 и 9 разных фаз первой группы соединены в звезду, Начало Ь полуобмотки 8 фазы В соединено с концом х полуобмотки 10

фазы А трансформатора. Начало а полуобмотки 7 фазы А соединено с концом у полуобмотки 11 фазы В трансформатора. И, наконец, начало с полуобмотки 9 фазы С соединено с концом z полуобмотки 12 фазы С,. К началам а, Ь, с полуобмоток 10-12, являющихся одновременно выводами трансформатора, подключены провода 3 линии электропередачи.

Отличием схемы электропередачи,

приведенной на фиг,2, является то, что линия электропередачи выполнена двухпроводной. Провод 3- соединяется с выводом С фазосдвигающего устройства, провод 3 - с выводами

а и Ъ, объединенными в общую точку, .

На питалощую обмотку 6 фазосдвигающего, устройства 2 подается симметричная система напряжений, изображенная на фнг,3. Векторы Ъ и с

напряжений фаз В и С сдвинуты соответственно на I20 и 240° относительно вектора а фазы А и равны с ним по модулю.

На фиг, 4-5 изображены векторные

диаграммы напряжений на выводах а, Ь, с фазосдвигающего устройства 2,

Полуобмотки 7-9 фазосдвигающего устройства 2, соединенные в звезду, дают симметричную систему напряжений с векторами ха , уЬ , zc ,Согласно фиг, 1 и 2 начало а полуобмотки 7 электрически соединено с концом у полуобмотки 11, Поэтому вектор у Ь направлен из а параллельно вектору уЬ , Начало Ь полуобмотки 8 соединено с концом х полуобмотки 10, Поэтому вектор х а направлен из точки Ъ параллельно вектору ха , Нач апо с полуобмотки 9

соединено с концом z полуобмотки 12, Поэтому вектор z c направлен из точки с по направ.пению вектора zc , Сдвиг векторов ха и уЬ равен , Угол между векторами уЬ и х а,

ха и у Ь равен 60°. Величины векторов напряжений хЪ, уа, zc .разных фаз на выводах фазосдвигающего устройства зависят от соотношения чи- саЛ витков в полуобмотках 7 - 12,На

фиг.4 изображен вариант диаграммы, в котором число витков во всех полуобмотках одинаково. Для диаграммы на фиг. 5 числа витков таковы,что величины векторов напряжений хЬ, уа, ZC равны. В результате вектор напряжения zc на выводах фазосдвигаю- щего устройства 2 сдвинут относительно векторов напряжения хЪ и уа на 180 (фиг. А и 5). При этом общая индуктивность линии электропередачи подключенной к фазосдвигающему устройству, становится наименьшей, емкость наибольшей, волновое солротив ление наименьшим и пропускная способность электропередачи достигает максимальной величины. Наибольший эффект имеет место в тех случаях, когда провода сближены на минималь- но допустимое расстояние по условия диэлектрической прочности воздушного промежутка.

Как следует из диаграмм на фиг.4 и 5, потенциалы на выводах а и b фа зосдвигающего устройства 2 относительно нулевой точки xyz одинаковы Это дает возможность объединить выводы а и b и выполнить линию электропередачи двухпроводной (фиг.2),

На фиг. 6 изображена схема соединения обмоток фазосдвигающего устройства с устройствами регулировани напряжения под нагрузкой (РПН). Уст

ройства РПН установлены в каждой фа- 25 °

зе трансформатора в обеих группах полуобмоток. Воздействуя на устройство РПН каждой полуобмотки, можно изменять величины и взаимное положение векторов напряжений, регулируя тем самым режим о линии электропередачи.

Для оптимизации режима линии или поддержания фиксированного значения угла сдвига фаз, равного 180 , каж- дан фаза фазосдвигающего устройства снабжена независимой системой управления - устройствами 13-15 регулирования напряжения (фиг.6). Устройство 13 регулирует величины векторов напряжений полуобмоток ха и у Ь, устройство 14 - векторов уЬ и х а. устройство 15 - векторов zc и z c (фиг.4).

При изменении нагрузки фазовый сдвиг между напряжениями фазы С и фаз А,В изменяется. Система управления реагирует на это изменение и с помощью устройств РПН регулирует велирезку

чины векторов напряжений таким образом, чтобы фазовый сдвиг снова стал равным 180°, а потенциалы точек а и b совпали.

Устройства РПН на фиг.6 установлены в концах полуобмоток . -Полуобмот ки второй группы фазосдвигающего устройства снабжены дополнительными устройствами РПН (фиг.7), которые устанавливаются в началах полуобмоток .

На фиг,8 приведена векторная диаграмма напряжений полуобмоток, соединенных по схеме фиг. 7, имеющих одинаковое количество витков, при регулировании напряжения электропередачи с помощью основного и дополнительного устройств РПН, В режиме максимальных нагрузок наиболее эффективна работа электропередачи с углом сдвига фаз 180°. Этот угол обеспечивается вьшеденным положением устройств РПН второй группы полуобмоток К проводам приложены напряжения уа, ZC. Работу электропередачи

хЪ

в

других режимах рассмотрим на примере последовательно соединенных полуобмоток уЬ и х а. При перемещении подвижных контактов основного устройства РПН от конца х полуобмотки х а к ее началу а конец вектора напряжения х а, перемещается цо отa,-aj

, перемещается цо (фиг.8) от положения а.

°

положения X

га между векторами х ) и ха ( 120°. При

Угол фазового сдвиуЬ (положение положение у ) составляет введении дополнительного

устройства РПН можно получить угол сдвига векторов напряжений уа и хЬ, равной 180 , а векторов zc и уа, zc и xb - равный 90°и 270°. В этом случае подвижные контакты дополнительного устройства РПН перемещаются от начала а полуобмотки х а к ее концу х , полуобмотки уЬ и х а оказываются соединенными последовательно и встречно, результирующий вектор напряжения скользит далее по отрезку а - а и при полностью введенном устройстве достигает положения aj.

Следует отметить, что регулирование выходных напряжений фазосдвигающего устройства должно происходить независимо в каждой фазе (фиг.б) с помощью систем- управления устройствами РПН.

Выполнение фазосдвигающего устройства электропередачи в виде рассмотренного трансформатора, который осуществляет требуемый сдвиг векторов напряжений двух фаз относительно третьей фазы, позволяет использовать качестве единого устройства вместо двух раздельных устройств (трансформатора и фазосдвигающего устройства), а также уменьшить количество коммутационных аппаратов, в результате чего упрощается электропередача и повьпцается ее экономичность.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при создании одно- цепных воздушных линий электропередачи 6 - 220 кВ для питания групп однофазных потребителей большой мощности.

Формула изобретения

I, Электропередача переменного тока, содержащая источник симметричных трехфазных напряжений, однофазные потребители, одноцепную линию электропередачи, фазосдвигающее устройство, установленное на передающем конце линии, отличающая с я тем, что, с целью ее упрощения и повышения экономичности, фазосдвигающее устройство выполнено в виде трехфазного трансформатора, содержащего на стороне одного из номинальных напряжений две группы согласно намотанных полуобмоток, по три полуобмотки в каждой группе, расположенные по одной полуобмотке из каждой

аде

группы на каждой фазе трансформатора, причем концы полуобмоток первой группы соединены в звезду начало полуобмотки первой фазы первой группы соединвЕГо с концом полуобмотки второй фазы второй группы, начало полуобмотки второй фазы первой груп- пы соединено с концом полуобмотки

первой фазы второй группы, а начало . полуобмотки третьей фазы первой группы соединено с концом полуобмотки этой же фазы второй группы.

2„ Электропередача по и,, о т личающаяся тем, что полуобмотки фазосдвигающего устройства, относящиеся к разньп- фазам, в каждой группе содержат различное число витков,

3.Электропередача по пп, I и 2, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы линии электропередачи с заданным фиксированным углом сдвига фаз при изменении параметров режима электропере- дачиц каждая фаза фазосдвигающего устройства снабжена установленными в каждой группе полуобмоток устройствами регулирования напряжений и

независимой системой управления ими,.

4.Электропередача по пп, l-Sj отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования угла фазового сдвига и

режимов электропередачи, начала полуобмоток; второй группы снабжены до- полнительньми устройствами регулирования напряжения.

a,S с

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при передаче электроэнергии по одноцепным воздушным линиям электропередачи. Цель изобретения упрощение и повышение экономичности электропередачи, а также обеспечение работы линии электропередачи с заданным фиксированным углом сдвига фаз при изменении параметров режима электропередачи и расширение диапазона регулирования угла фазового сдвига и режимов электропередачи(Фа- зосдвигающее устройство 2 выполнено в виде трехфазного тр-ра с вторичными регулируемыми поЛуобмотками 7-12, При подаче на первичные обмотки 6- системы трехфазных напряжений к проводам 3 оказывается приложенной система напряжений, в которой вектор напряжения фазы а сдвинут относительно векторов напряжений фаз b и с на 180°, что приводит к повышению пропускной способности линии. 3 з.п, ф-лы, 8 ил. (Л 0.8 С СО сл о 4 Pus.1

(Pi/г. 6

0

fft

CPU г. 7

At

Редактор С.Пекарь

Составитель М.Поляков

Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 5292/53Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений .и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4