Электропередача Советский патент 1990 года по МПК H02J3/00 

(Л

с

Изобретение относится к электроэнергетике. Цель изобретения - повышение живучести и экономичности линии электропередачи при ее выполнении с фазами, сближенными попарно. Достижение данной цели может быть проиллюстрировано режимом короткого замыкания между двумя сближенными проводами, относящимися к разным цепям. В этом случае электропередача переводится в режим работы цепей с нулевым сдвигом путем подключения проводов обеих цепей к одной системе шин. Для этого создается следующая схема: включены все выключатели, и на трехпозиционных коммутационных аппаратах замкнуто 12 контактов. Все остальные контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов разомкнуты. При этом каждый провод второй цепи через соответствующие выключатель и контакт трехпозиционного коммутационного аппарата подключены к цепи соответствующего провода соответствующей фазы первой цепи. 10 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к воздушным линиям электропередачи трехфазного переменного тока.

Цель изобретения - повышение живучести и экономичности линии электропередачи при ее выполнении с фазами, сближенными попарно.

На фиг. 1 представлена схема соединения проводов фаз с помощью выключателей и коммутационных аппаратов: на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений; на фиг. 3 - общая схема опоры линии электропередачи; на фиг. 4-10 - режимы работы электропередачи.

В схеме электропередачи (фиг. 1) показаны две трехфазные системы 1 и 2 шин передающего конца, напряжения которых

сдвинуты относительно друг друга на угол до 180° (для электропередачи со сдвигом систем напряжений на угол 180° векторная диаграмма показана на фиг. 2). На схеме (фиг. 1) показана двухцепная линия электропередачи, в которой каждая фаза каждой цепи расщеплена на два изолированных друг от друга провода. Первая цепь содержит расщепленную фазу а; состоящую из проводов a l и , расщепленную фазу Ъ, состоящую из проводов b l и , расщепленную фазу с, состоящую из проводов c l и . Вторая цепь содержит расщепленную фазу а, состоящую из проводов а 2 и а 2, расщепленную фазу Ь, состоящую из проводов ь а и , расщепленную фазу с, состояНа линии

щую из проводов с 2 и

.

сл ю

00

о

со о

сближены провода пары расщепленных фаз, по одной от каждой цепи: a l, , а 2.

b l. , b z. c i. , c a, (Фиг. 1 и 3).

Провода расщепленных фаз подключены к системам шин следующим образом (фиг. 1). Провод a i фазы а первой цепи подсоединен через выключатель 3 и контакты 4-6 трехпозиционного коммутационного аппаратах фазам a1, bi, ci первой трехфазной системы 1 шин. Аналогичным образом к этой же системе шин подсоединены все остальные провода первой цепи а i, b i, Ь 1, c i, через соответствующие выключатели и контакты соответствующих коммутационных аппаратов 7 и 8-10. 11 и 12-14. 15 и 16-18, 19 и 20-22, 23 и 24-26. В качестве коммутационных аппаратов могут быть использованы разъединители, выключатели нафузки, выключатели и т.п. Их вид определяется на основании технико-экономических расчетов.

Провод 82 фазы а второй цепи линии подсоединен через выключатель 27 и контакты 28-30 трехпозиционного коммутационного аппарата к фазам 32, Ь2, са второй трехфазной системы 2 шин. Аналогичным образом к этой же системе шин подсоединены все остальные провода второй цепи , ь 2, , с 2, через соответствующие выключатели и контакты соответствующих трехпозиционных коммутационных аппаратов 31 и 32-34, 35 и 36-38, 39 и 40-42. 43 и 44-46, 47 и 48-50.

Электропередача содержит трехпози- ционные коммутационные аппараты с контактами 51-53, 54-56, 57-59, 60-62, 63-65, 66-68 (число коммутационных аппаратов определяется произведением числа проводов в расщепленной фазе одной цепи на число фаз, в рассматриваемом варианте 2х ). Каждый аппарат своими контактами подсоединен между выключателем и контактами трехпозиционных коммутационных аппаратов к проводам одной и другой цепи линии. Например, аппарат с контактами 51-53 подсоединен к проводу а 2 второй цепи между выключателем 27 и контактами 28-30 трехпозиционного коммутаь ионного аппарата и к проводам а i, b i. ci первой цепи ли.нии между выключателями и контактами трехпозиционных коммутационных аппаратов соответственно 3 и 4-6. 11 и 12- 14,19 и 20-22.

К каждому проводу а2 и а 2 второй цепи линии из сближенных проводов разных цепей а ,1, а i, а 2, подсоединены по одному трехпозиционному коммутационному аппарату с контактами 51-53 и 54-56, которые другими концами подсоединены к трем разным проводам разных фаз первой цепи линии: контакты 51-53 одного аппар

та подсоединены соответственно к проводам a i, b 1, c i, а контакты 54-56 другого аппарата - соответственно к проводам а i, , . Аналогичным образом подсое инены другие коммутационные аппараты: с контактами 57-59 и &0-62 соответственно к проводам ь 2 и второй цепи и к проводам аЧ, b l, c i и , . первой цепи; с контактами 63-65 и 66-68 соответственно

0 к проводам с 2 и втррой Цепи и к проводам a i, b l, c i и . . первой цепи.

Схема соединений на приемном конце электропередачи аналогична (не показана).

5 Провода двухцепной линии крепятся на

опоре 69 с траверсой 70 и изоляционными элементами 71 и 72 (фиг. 3). Каждая расщепленная фаза каждой цепи состоит из двух проводов(например, фаза а первой цепи из 0 проводов a i и , фаза а второй цепи из проводов а 2 и ), и провода пар расщепленных фаз, пр одной от каждой цепи, сближены (на фиг. 3 провода располагаются на одной окружности).

25В безаварийном режиме работы провода фаз первой цепи подключены к системе шин ai, bi, ci, а провода фаз второй цепи -подключены к системе шин а2, Ь2 и С2 (фиг 1) При этом включены все выклюнате- 30 лиЗ, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31,35,39. 43, 47 и замкнуты следующие контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов: 4, 8, 13. 17, 22, 26, 28, 32, 37, 41, 46, 50. При этом провод a i подключен посредством выклю- 35 чателя 3 и контакта 4 трехпозиционного коммутационного аппарата к фазе ai системы шин ai, bi, CI. Провод а 1 подключен посредством выключателя 7 и контакта 8 также к фазе ai. Провода b i и b 1 первой 40 цепи подключены соответственно 11, 13и 15,17кфазеЬ1,апроводас 1ИС i через 19, 22 и 23, 26 кфазес1.

Провода а 2 и а 2 второй цепи подключены соответственно через 27. 28 и 31, 32 к 45 фазе 82 системы шин 32. Ь2, С2, провода b 2 и через 35, 37 и 39, 41 к фазе Ь2. провода с 2 и через 43, 46 и 47, 50 - к фазе С2.

Все остальные контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов разомкну50 ты.

Схема взаимного расположения проводов и их подключение к фазам систем шин в безаварийном режиме работы показана на фиг. 4 (указана фаза системы шин, к которой 55 подключен данный провод, и в скобках наименование самого провода на линии).

Рассмотрим различные режимы электропередачи.

Первый режим - короткое замыкание между двумя сближенными проводами, относящимися к разным цепям, например между проводами c i и с з (фиг. 4), В этом случае электропередача переводится в режим работы цепей с нулевым фазовым сдвигом путем подключения проводов обеих цепей к одной системе шин, например к системе ai, bi, ci (фиг. 5). Для этого создается следующая схема: включены все выключатели 3, 7, 11, 15, 19,23,27,31,35,39,43. 47 и на трехпозиционных коммутационных аппаратах замкнуты контакты 4, 8. 13, 17, 22, 26 и контакты 51. 54, 58, 61, 65, 68. Все остальные контакты трехпозиционных аппаратов разомкнуты. При этом каждый про- вод второй цепи через соответствующие выключатель и контакт трехпозиционного коммутационного аппарата подключены к цепи соответствующего провода соответст- вуюшей фазы первой цепи. Например, провод а2 второй цепи через выключатель 27 и контакт 51 трехпозиционного коммутационного аппарата подключен к цепи провода a l первой цепи и тем самым к фазе ai. провод - через 31 и 54 к цепи провода а 1 и тем самым также к фазе ai и т.д.

Аналогичным образом, если это потре-, буется по режиму работы электрической сети, все провода обеих цепей могут быть подключены к другой системе шин а2. Ь2. С2 (не показано). Для этого создается схема: включены все выключатели 3. 7. 11, 15. 19. 23,27,31,35.39.43.47.и на трехпозиционных коммутационных аппаратах замкнуты контакты 28. 32. 37. 41. 46. 50 и 51. 54, 58. 61. 65. 68. Все остальные контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов разомкнуты. В результате провода а i. а i. b i. . c i. первой цепи через соответствующие выключатели и контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов подключены к соответствующей фазе аа. Ь2,

С2.

Описанный режим может быть использован также при проведении ремонтных работ на проводах линии без снятия напряжения. При этом технология работ ничем не отличается от технологии на обычных линиях, так как все провода, расположенные на одном контуре, находятся под одним.и тем же напряжением.

Рассмотренный режим может быть использован также для повышения экономичности электропередачи и электрической сети, так как изменение угла фазового сдвига между напряжениями сближенных проводов (от исходного до нулевого) приводит к изменению параметров линии (индуктивности, емкости) и, как следствие, к изменению баланса реактивной мощности линии. Наибольший эффект достигается в том

чае, если в исходном режиме электропередача работала с фазовым сдвигом, равным

180°

Второй режим - обрыв одного провода,

например, с 2 (фиг. 6). Посредством выключателя 47 этот провод отсоединяется от сети. При этом для сохранения симметрии выключателями 39 и 31 отключаются от системы шин провода и а а. Из оставшихся

провбдов формируются три цепи, подключенные к одной из систем шин, например к ai, bi, ci, с расположением проводов всех фаз каждой цепи на отдельном контуре. Первая цепь Ъбразуется из проводов а 1,

, а 2 включением следующих аппаратов: 3. 4. 7, 9, 27, 53, 22. При этом провод а i оказывается подключенным к фазе ai системы шин, провод а 1 к фазе bi и провод а 2 к фазе С1. Для образования второй цепи из

проводов b i, b 1, b 2 включены следующие аппараты: 11, 12, 15, 17.35,59,22. При этом провод b i оказывается подключенным к фазе ai, провод ь i к фазе bi, провод b 2 к фазе С1. Третья цепь образуется из проводоё c i. . с 2 включением следующих аппаратов: 19. 22. 23. 25. 43. 64. 4. При этом провод c i оказывается подключенным к фазе С1, провод к фазе bi. провод с 2 к

30

фазе ai.

Все остальные контакты трехпозиционных коммутационных аппаратов разомкнуты и выключатели 31. 39 и 47 отключены. Таким образом, создаются три трехфазные

5 линии электропередачи, обеспечипающие с момента аварии передачу электроэнергии потребителям.

Третий режим - выход из строя всех проводов, расположенных на одной окруж0 ности. например проводов c i. с i. с2. с 2 (фиг. 7). В этом случае для симметрии отсоединяются от системы шин также провода а 2 и . Из оставшихся проводов для передачи энергии потребителям создаются

5 две трехфазные цепи линии электропередачи, провода фаз каждой из которых располагаются на отдельной окружности, и обе цепи подключаются к одной и той же системе шин. Схема подключения оставшихся в

0 работе проводов не отличается от схемы во втором режиме. Первая цепь образуется из проводов a l, , а 2 включением аппаратов 3, 4, 7, 9, 27, 53, 22, а вторая цепь - включением аппаратов 11, 12, 15. 17, 35, 39, 22. Все

5 остальные аппараты отключены.

В этом режиме каждая из созданных цепей может быть подключена к отдельной системе шин (фиг. 8). Для образования первой цепи, подключаемой к первой системе шин ai. bi. CI, включаются следующие annaраты: 3, 4, 7, 9, 27, 53, 22. В результате провод a l подключается к фазе ai, провод а 1 к фазе bi, провод а а к фазе ci. Для образования второй цепи, подключаемой к второй системе шин а2, Ьа, са, включа- ются аппараты: 11, 64, 44, 15, 67, 49, 35, 38. В результате провод b l подключается к фазе аа, провод b ,i к фазе Ьа и провод ь а к фазе С2. При этом все остальные аппараты отключены,

Следовательно, и в этом режиме создаются две трехфазные линии электропереда- чи .для передачи злектроэнергии при отключении всех проводов, расположенных на одной окружности. Кроме того, за счет подключения разных линий к разным системам шин появляется возможность повысить экономичность передачи энергии путем перераспределения мощности по элементам электрической сети.

Данный режим может быть использован для проведения ремонтных работ на проводах, расположенных на одной окружности, с полным снятием напряжения с них.

Возможны другие варианты режимов, в которых при выходе из строя части проводов обеспечивается живучесть предлагаемой электропередачи. Некоторые из них показаны на фиг. 9 и 10, где отключено по два провода, расположенных на каждой окружности.

а, S, с, Sf ij с.

Формулаизобретения Электропередача, содержащая на передающем и приемном концах две трехфазные системы шин, к которым приложены системы напряжений, сдвинутые на угол до 180°, двухцепну.ю линию электропередачи с изолированными друг от друга сближенными проводами фаз, провода фаз одной цепи которой подключены к одной трехфазной системе шин, а провода фаз другой цепи линии подключены к другой трехфазной системе шин, примем, каждый провод каждой фазы каждой цепи линии по концам соединен со всеми тремя фазами системы шин через выключатели итрохпозиционные коммутационные аппараты, установленные между выключателями и шинами, отличающаяся тем, что, с целью повышения живучести и экономичности, фазы линии сближены попарно по одной от каждой цепи, а линия снабжена дополнительными трехпозиционными коммутационными аппаратами по числу проводов всех фаз одной цепи линии, каждый из которых подключен своими концами между выключателем и трехпозиционным коммутационным аппаратом к проводам одной и другой цепи линии, причем дополнительные трехпози- ционные коммутационные аппараты подсоединены по одному к каждому проводу одной цепи линии из сближенных попарно фаз разных цепей и к трем разным проводам разных фаз другой цепи линии.

fus.i

.

//////////////////////// Фиг.

fl, j /, ( /(; ;,

a,

Фхг. 4

// ;;rx- // /;

a,/a;; //,y -- / /;; ycv - c/r;;

.5 c,(.(f } y.(()((

a.ff.)

. //аГ; c,(,),,.- f/f:}

лМ)

Фнг.7

f.M OrV;.--v /x//V .

a, нг.д

o/t;/.

Ф«г 10