Трехфазная воздушная электропередача переменного тока Советский патент 1990 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к электроне- редачам переменного тока, и может быть использовано при создании трехфазных воздушных электропередач высоких и сверхвысоких напряжений.

Целью изобретения является повы- шение надежности и обеспечение регулирования режимов трехфазной воздушной электропередачи переменного тока

На фиг.1 изображена электрическая схема предлагаемой электропередачи; на фиг.2 - схема взаимного расположения проводов линии электропередачи в пролете.

Трехфазная воздушная электропередача переменного тока (см. фиг.1) со держит линию с расщепленными фазами А, В, С, присоединенными по концам через коммутационные аппараты 1 к трехфазным шинам 2. Провода 3 фаз А В, С расположены по поверхности кон- туров двух концентрических окружностей А и 5. Провода 3 фазы А расположены по поверхности контура внутренней концентрической окружности 4. Провода 3 фазы В разделены на две части В, и P.J, а провода 3 фазы С разделены на две части С, и С2 и расположены по поверхности контура внешней концентрической окружности 5. Пр этом части В1 и Вг проводов 3 фазы В расположены между частями С1 и С3 проводов 3 фазы С. В свою очередь каждая из частей С1 и С проводов 3 фазы С расположена соответственно между частями В1 и В4проводов 3 фэ- зы В.

Каждая из фаз А, В, С линии расщеплена на десять проводов 3 (фиг.2) А каждая из частей В, и Rif С., и С фаз В и С содержит по пять проводов 3 Возможны варианты расщепления фаз А, В, С на другое число проводов 3.

Кроме линейных выключателей электропередача содержит две группы коммутационных аппаратов 6-10 и 11-18 .включенные по концам линии. Первая группа содержит аппараты 6-10. Из ни 6 включены со стороны линии в рассечку проводов фазы А; 7 и 9 в рассечку проводов частей (полуфаз) В , и П4 разделенной фазы В; 8 и 10 - в рассечку проводов полуфаз Г, 1 и С2 разделенной фазы С. Соединения восьми аппаратов 11-18 второй группы образуют по концам линии схемы четырехугольников 19 с диагоналями. Точка пересечения диагоналей П1 образована соединением четырех аппаратов 11-14 и подключена к общей точке 0г последовательно соединенных аппаратов 1 и 6 неразделенной фазы А. Каждая из четырех вершин Оэ - ( четырехугольника 19 присоединена со стороны линии к проводам 3 одной из частей разделенных фаз соответственно R1t C1f. B2, С2. При этом противоположные вершины 03 и 05, 04 и Ot четырехугольников 19 присоединены к проводам 3 одноименных полуфаз В1 и Пг фазы В и полуфаз С, и С Ј фазы С.

Повышение надежности электропередачи достигается путем ликвидации следующих видов повреждений в линии: обрыв провода одной из фаз на землю без касания проводов других фаз (однофазное короткое замыкание (к.з.), схлестывание проводов разноименных фаз (двухфазное к.з.); обрыв провода одной из фаз на землю с одновременным касанием другой фазы (двухфазное к.з. на землю).

Рассмотрим особенности работы электропередачи при ликвидации каждого из видов повреждений в указанно последовательности. Предположим, что начальное состояние электропередачи соответствует максимальной величине ее пропускной способности. В этом режиме (нормальном) коммутационные

5153989

аппараты 1, 6-10 включены, а аппараты 11-18 отключены.

Первый случай. Пусть любой из проводов 3 полуфаэы С Ј (фиг.2) упал на землю. В этом случае на каждом конце линии происходит отключение аппаратов 1 фазы С, В бестоковую паузу отключаются также аппараты 10 поврежденной полуфазы С2. Далее возможны щ два варианта работы электропередачи. Первый предполагает включение аппаратов 1 фазы С и ввод в работу полуфа- зы С„, второй - одновременно с аппаратами 1 фазы С отключить аппараты 1 15 фаз АйВ. Затем в бе стоковую паузу помимо аппаратов 10 отключаются аппараты 6 фазы А и 9 полуфазы . После этого включаются аппараты 13 схем четырехугольников 19, а затем аппара- 20 ты 1 всех трех фаз А, В, С линии. В последнем случае к проводам 3 полуфазы В7 прикладывается вектор напряжения фазы А. Тем самым в электропередаче обеспечивается полнофазный сим- 25 метричный режим. Тот или другой вариант коммутационных переключений определяет величина нагрузки приемной системы.

Аналогичные варианты вывода элект- ропередачи из аварийного режима в нормальный (послеаварийный) в ее схеме возможны также в случаях обрыва на землю проводов полуфаз Г.,, П, Cf. Обрыв же одного из проводов расщепленной фазы А будет практически всегда сопровождаться касанием проводов разноименных фаз В и С, что рассмотрим для другого вида к.з.

Второй случай. Пусть, например, до произошло к.з. между проводами 3 полуфаз В, и Сг. В этом случае происходит отключение двух фаз В и С аппаратами 1 . В бестоковую паузу отключаются аппараты 9 и 10 и включаются ., аппараты 16 и 18. После чего следует включение аппаратов 1 фаз В и С и обеспечение полнофазного симметричного режима электропередачи. К проводам 3 полуфазы С прикладывается sek- 5Q тор напряжения фазы В, а к проводам полуфазы В1 - фазы С. В результате этих выполненных коммутационных переключений провода 3 двух соседних полуфаз имеют один потенциал - слева

35

55

относительно вертикальной осевой линии (см. фиг.2) к проводам 3 прикладывается потенциал фазы В, справа относительно вертикальной осевой линии

0 5

о ., Q

5

5

16

к проводам 3 прикладывается потенциал фазы С.

Ликвидация аварийного режима при к.з. между другими парами полуфаз разноименных разделенных фаз В и С осуществляется аналогичным образом.

Последовательность коммутационных переключений при ликвидации к.з. между фазой А и одной из полуфаз, например В, следующая. Отключаются аппараты 1 фазы В. В бестоковую паузу отключатся аппараты 9. После чего включаются аппараты 1 фазы В.

Возможен вариант переклюиения потенциала фазы А линии на провода 3 например, полуфазы С фазы С. Это осуществляется отключением аппаратов 6 и 10 и включением аппаратов 1й. В этом случае поврежденные провода 3 фазы А и полуфазы В2 выключены полностью из работы. Данный вариант переключений особенно эффективен при наличии обрыва проводов 3 одной из поврежденных фаз на землю, что соответствует третьему виду повреждений.

Третий случай. Пусть произошло, например,двухфазное к.з. между фазами В и С линии и землей. Повреждены полуфазы В, и С 2. В электропередаче последовательно отключаются аппараты 1 фаз В и С, 7 и 10 полуфаз В, и Г,г. Далее путем включения аппаратов 1 и фаз В и С линия переводится в полнофазный режим.

В линии возможно трехфазное к.з. В этом случае отключение двух фаз (или полуфаз) дальше приводит к третьему случаю работы электропередачи при устранении в ней аварийного повреждения .

Устранение указанных повреждений в электропередаче может быть выполнено путем ремонтных работ, проводимых под напряжением, технология которых для традиционных электропередач уже разработана.

Для указанных вариантов работы электропередачи при различных повреждениях предполагалось использование в качестве коммутационных аппаратов 1 обычных высоковольтных выключателей, а в качестве аппаратов 6-18 разъединителей (отделителей). В случае использования в качестве аппаратов 6-18 также выключателей время коммутационных переключений может быть сведено до минимума, при этом отпадает необходимость в постоянном отключении

7.1

коммутащионных аппаратов 1 поврежденных фаз. Сочетание применяемых аппаратов будет определяться по ряду факторов: категория потребителей, какие системы связывает электропередача и т.д.

Регулирование нормальных режимов электропередачи выполняется двумя ступенями. Первая ступень предполагает перевод электропередачи из режима по фиг.2 (к проводам 3 фазы А

yj,Ua , sinL0l

и полуфаз В1 и В2, С, и С приложены потенциалы напряжений одноименных фаз) в режим, когда к проводам 3 каждой из двух пар соседних полуфаз прикладываются вектора напряжений разноименных фаз, т.е. В и С, вторая - переключение напряжений трех фаз А, В, С на три полуфазы разделенных фаз В и С. При этом исключаются из работы полностью провода фазы А и провода одной из полуфаз разделенной фазы В или С.

Указанное регулирование режимов электропередачи обеспечивает уменьшение перетоков реактивной мощности и снижение мощности шунтирующих реакторов, необходимых для компенсации избытков зарядной мощности.

Пропускная способность (предел передаваемой мощности) предлагаемой электропередачи определяется по формуле

РПР g

где Uf и U2 - напряжение в начале и в конце электропередачи,

волновое сопротивление линии,

длина линии, коэффициент изменения фазы волны.

Волновое сопротивление линии электропередачи определяется по формуле

/Г

с

з

эквивалентная индуктивность и емкость линии. В качестве примера приведем параметры предлагаемой электропередачи, соответствующей варианту, приведенному на фиг.2, Номинальное напряжени электропередачи равно 500 кВ, радиус внутренней окружности равен 1 м, внешней ,5 м, расстояние между крайними проводами 3 В и С 2,9 м (по горизонтапи), радиус проводов 3 1,51 см, расстояние от центра кониенZB 1 ь„ пI LJ Э

2Й V--.

где L, и

с58

5

0

5

0

5

0

5

трических окружностей до земли 12,7м, габарит нижних проводов 3 фаз В и С до земли 9 м. Максимальная напряженность электрического поля под линией 8,8 кВ/м. Величина волнового сопротивления ZB линии 61,5 Ом, натуральной мощности 4065 МВт,

Предлагаемое изобретение может быть использовано в электротехнике при создании трехфазных воздушных электропередач преимущественно высоких 220-330 и сверхвысоких напряжений 500 кВ, Формула изобретения

Трехфазная воздушная электропередача переменного тока, содержащая линию с расщепленными фазами, присоединенными по концам через линейные выключатели к трехфазным шинам, провода фаз которой расположены по поверхности контуров двух концентрических окружностей, причем провода одной фазы расположены по поверхности контура внутренней концентрической окружности, а провода каждой из двух других фаз разделены на две части и расположены по поверхности контура внешней концентрической окружности, при этом каждая из частей, относящаяся к одной из фаз, расположена между частями проводов другой расщепленной фазы, и две группы коммутационных аппаратов, включенные по концам линии, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения регулирования режимов электропередачи, рервая группа коммутационных аппаратов содержит аппараты, включенные по одному со стороны линии в рассечку каждой части каждой из двух разделенных фаз и третьей фазы, вторая группа из восьми аппаратов образует схему четырехугольника последовательным соединением четырех аппаратов и диагоналей четырехугольника, соединяющих вершины четырехугольника и содержащих по два аппарата в каждой диагонали, причем точка пересечения диагоналей образована соединением четырех аппаратов и соединена с общей точкой последовательно соединенных аппаратов не разделенной фазы, а каждая вершина четырехугольника присоединена со стороны линии к проводам одной из частей разделенных фаз, при этом противоположные вершины присоединены к проводам одной фазы.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Цель изобретения - повышение надежности и обеспечение регулирования режимов трехфазной воздушной электропередачи переменного тока. Трехфазная воздушная электропередача переменного тока содержит линию с расщепленными фазами A, B, C, присоединенными по концам через коммутационные аппараты 1 к трехфазным шинам 2. Провода 3 фаз расположены по поверхности контуров двух концентрических окружностей. Электропередача также содержит две группы коммутационных аппаратов 6-10 и 11-18. При обрыве провода 3 полуфазы C₂ отключаются аппараты 1 фазы C. В бестоковую паузу отключаются также аппараты 10 поврежденной полуфазы C₂. Далее возможны два варианта. Первый предполагает включение аппаратов 1 фазы C и ввод в работу полуфазы C₁. Второй предполагает одновременно с аппаратами 1 фазы C отключение аппаратов 1 фаз A и B. Затем в бестоковую паузу отключаются аппараты 6 фазы A и 9 полуфазы B₂. Затем включаются аппараты 13 схем четырехугольника 19, а затем аппараты 1 всех трех фаз A, B, C линии. В последнем случае к проводам 3 полуфазы B₂ прикладывается вектор напряжения фазы A. Тем самым в электропередаче обеспечивается полнофазный симметричных режим. Аналогичные варианты вывода электропередачи из аварийного режима возможны в случаях обрыва полуфаз B₁, B₂, C₁, а также при двухфазных к.з. и двухфазных к.з. на землю. 2 ил.