Трехфазная линия электропередачи высокого напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02G7/00 

Изобретение относится к энергетике, в частности к высоковольтным воздушным линиям (ВЛ).

Целью изобретения является повышение надежности в работе заградителей, присоединенных к тросам, путем ограничения до безопасной величины тока, протекающего через эти заградители при однофазных коротких замыканиях на воздушной линии электропередачи, и расширение области используемых для каналов передачи по тросам частот.

На фиг. 1 показана схема включения грузозащитных тросов линии электропередачи;

на фиг.2 - зависимости, иллюстрирующие работу элементов схемы; на фиг.З - схема замещения для расчета этих зависимостей.

При однофазном коротком замыкания (к.з.) на какой-нибудь опоре линии могут создаться две ситуации:

напряжение на воздушном искровом промежутке 1, шунтирующем на этой опоре гирлянду 2, на которой подвешен грозозащитный трос 3, не превышает пробивное напряжение этого промежутка Unp;

напряжение на воздушном промежутке 1 превышает Unp.

о ел со о ел

В последнем случае промежуток 1 будет пробит и часть тока к.з. пойдет по тросам 3 через высокочастотные заградители 4 в заземляющие устройства 5 подстанций. Этот ток может превышать допустимую для заградителей величину и.доп.

Следовательно, наиболее благоприятным для заградителей является первый случай. Его предлагается обеспечивать путем заземления опоры 6 (фиг.1) с сопротивлением, не превышающим величину

тЈ о)

где Unp - пробивное напряжение искрового промежутка, шунтирующего тросовую гирлянду изоляторов:

}к - максимальный расчетный ток однофазного к.з. при повреждении на данной опоре (действующее значение} ;

К- коэффициент запаса (К 1,2,. .1,3).

Допустимым может быть и второй режим (с пробоем искровых промежутков), но при условии,что сопротивление заземления опоры, на которой произошло к з., является таким, что ток, ответвляющийся через заградитель 4, не превышает допустимого. Для этого сопротивление заземления опоры не должно превышать величину

.li Zn т1 ZBX2 Ьдоп Zaxi

Rd l3«on ( ZoTl + ZBx2 ) - к , ZUT, 12/ГУ2

(2)

где H, la максимальные токи однофазного к.з., притекающие к точке повреждения соответственно со стороны первой и второй подстанций (действующие значения);

Zexl. ZBx2 входные сопротивления петель трос - земля в сторону соответственно первой и второй подстанции от точки к.з.;

2п.т.1, Zn.T.2 сопротивления электромагнитной связи между проводами линии и тросов от точки к.з. до первой и второй подстанций соответственно,

1эдоп- допустимый по условиям динамической устойчивости ток через заградитель.

На фиг.2 приведены характерные кривые изменения тока однофазного к.з. вдоль В Л, где I - значение тока к.з.; 11 и h - максимальные токи к.з., притекающие соответственно со сторон первой и второй подстанций; Здоп - максимальный полный ток к.з.; 1з1 и 1з2 - токи, протекающие через заградитель соответствен но на первой и второй подстанциях при нормальном сопротивлении заземления опор; 1здоп - допустимое по условию динамической устойчивости значение тока заградителя; I-длина ВЛ; d - расстояние от первой подстанции, на котором ток через заградитель на данной подстанции должен быть

исключен или ограничен; h то же для заградителя на второй подстанции; ti и h расстояние от шин соответственно первой и второй подстанций, на которых ток через

заградитель должен быть исключен. ia 1 - ток, протекающий через заградитель на первой подстанции при снижении сопротивления опор на участке от t 1 до Ь до значений, определяемых по формуле (2), Ц то же, для второй подстанции.

Расчетная формула для определения тока однофазного к.з. Ьт, протекающего в тросе после пробоя искрового промежутка на опоре с повреждением изоляции фазы ВЛ,

получена из схемы замещения, приведенной на фиг.З, где обозначения те же что и в формуле (2)

Ток однофазного к з к является для данной схемн введенным юком. а пэгодимые в тросе напряжения Е 17, т 1 и Е2 - IzZn т 2 источниками ЭДС о первом и втором ко.1 турях соответственно Токи ij-| и |з2 определяются по распределению тока Ir и токов названных ЭДС Еч и Е-2

по законам г ирхгофа Параметры ZBx и Zn т рассчитываются по известь Формулам

Фортуна (2) т,лл{1 оппг л тнп1 пеличи- ны Я з1 полутона из у равно ,я д ь и путем

решения ;то огноситепмп Р замени то ка 31 на IJAO,I.

Таким образом, выбор сопротивлений заземления опор по форм/лам (1) и (9) обеспечивает либо отсутствие тока заградитель при к з на опоре лпОо доп гтимуго вепичину этою тока

С целью flOCTvDKenn оптимальных затрат на снихение сопротивления контуров заземления опор значения сопротивления

опор рассчитываются KJX д.ои опоры ВЛ по формулам (1) и (2) и при имаююя значения, дя(г,цие большую пеличину сопротивления, требующего меньших атра но его осуществление. В связи с гем, что полный

ток однофазного к.з снижается по мере удаления от концов ВЛ, на участке (0 - h ) (фиг 2) сопротивление заземления опор , а на участке (i1 -1() наоборот Ra Ri (аналогичные рассуждения можно привесiи

и для величины сопротивления заземления опор со стороны второй подстанции Тчким образом, граница перс-хода от R, (1) s RT определи гея равенством Rr, - R

Следовательно, при мспол зоьэнии

предлагаемого принципа выЬора сгпрстиг пений заземлений опор ни одно из них не должно нрепышать величины, нормируемой правилами устройства олектри тта.юзок

;ПУЭ).

Оптимальным оказывается такое решение, при котором на удалениях (до 5 км) от шин подстанции величину сопротивления заземления опор следует принимать по

формуле (1), а при дальнейшем удалении - по формуле (2), причем граница перехода определяется равенством значений Ra и Ra . На тех участках линии, где расчетное значение сопротивления заземления по формуле (2) становится большим, чем определенное по нормам ПУЭ, сопротивление заземления принимается по нормам ПУЭ.

Формула изобретения Трехфазная линия электропередачи высокого напряжения, содержащая изолиро- ванные грозозащитные тросы, гирлянды изоляторов которых шунтированы искровыми промежутками, и высокочастотные заградители, через которые тросы заземлены по концам линии на первой и второй под- станциях, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе заградителей путем ограничения тока, протекающего через них при коротком замыкании на линии, и расширения области используемых для каналов передачи по тросам частот, заземление каждой опоры линии выполнено с сопротивлением, не превышающим большей из величин НзиРз1:

R

3 R к

И Zn т1 - здоп Z«x1

Ьдоп ( ZBX + ZBI,2 ) - U Z,x2 - h Zw, + 12 ZnQ

где IK - максимальный расчетный ток однофазного к.з. при повреждении на рассматриваемой опоре (действующее значение);

11 и 12 - максимальные токи однофазного к.з., притекающие к точке повреждения соответственно со стороны первой и второй подстанций (действующие значения);

ZBxi и ZBx2 - входные сопротивления петель трос - земля в сторону соответственно первой и второй подстанций от точки к.з.;

Zn.r.1 и Zn.r.2 - сопротивления электромагнитной связи между проводами линии и тросом от точки к.з. до первой и второй подстанций соответственно;

з.доп - допустимый по условиям динамической устойчивости ток через заградитель;

Unp - напряжение пробоя искрового промежутка, шунтирующего тросовую гирлянду изоляторов;

R - коэффициент запаса.

Изобретение может быть использовано на высоковольтных воздушных линиях электропередачи с высокочастотной обработкой грузозащитных тросов. Целью изобретения является расширение области используемых для каналов передачи по тросам частот и повышение надежности работы заградителей. Для этого расчетные сопротивления заземления спор линии выбираются по закону, определяемому на основании вновь полученных математических зависимостей, учитывающих параметры сети, к которой подключена линия, и конструкцию самой линии. Использование предложенного технического решения позволит отказаться от установки дополни- тепьных заградителей в трос. 3 ил. (Л

У

Vs

6

Фаг.1

6

Фиг. 2