Промежуточная подстанция для подключения к дальней электропередаче переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02J3/20 

п1п

о

00

( сл ю

00

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретен ля - повышение пропускной способности электропередачи. Подстанция состоит из двух силовых трансформаторов, один из которых подключается к линии параллельно, а другой, шунтированный на вторичной стороне элементом 3 реактивного сопротивления, включается в линию последовательно. Вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно. Должным подбором коэффициентов трансформации образующих схему трансформаторов обеспечивается параметрическая отстройка вторичного режима подстанции

Фиг Л

от режима магистрали. Чтобы последовательная часть схемы подстанции не влияла на пропускную способность магистрали, во вторичную цепь рассеяния последовательного трансформатора 2 введен элемент 4

Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам сетей электропередач переменного тока большой протяженности, и может быть использовано для промежуточных подключений нагрузок, станций, систем к длинным линиям переменного тока без необходимости поддержания стабильности напряжения в промежуточных точках электропередачи.

Целью изобретения является повышение пропускной способности электропередачи.

На фиг.1 и 2 представлены схемы промежуточной подстанции.

На фиг,1 первичная обмотка трансформатора 1 (параллельный трансформатор) включена между фазой и нейтралью. Первичная обмотка трансформатора 2 (последо- вательный трансформатор) включена в линию последовательно.Вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, причем вторичная обмотка трансформатора 2 шунтирована реактивной цепью из последовательно соединенных элемента 3 реактивного сопротивления и элемента 4 реактивного сопротивления, сопротивления которых подобраны в соответствии с условием резонанса

Х2 + Хз + ХА 0.(1)

Коэффициенты трансформации параллельного и последовательного трансформаторов соответственно равны

Ki -KD;(2)

X}

К2 +

кв

(3)

где К - коэффициент трансформации схемы в целом;

В, D - параметры четырехполюсника схемы замещения электропередачи от промежуточной подстанции до приемного кон- ца.

К зажимам 5 присоединена промежуточная нагрузка (станция, система). Подстанция включена в разрез линии зажимами 6 и 7,

На фиг,2 приведена модификация этой схемы, отличающаяся лишь порядком включения шунтирующего и добавочного сопротивлений в резонансной цепи. В остальном схема аналогична.

реактивного сопротивления, создающий резонанс напряжений по контуру приведенное сопротивление рассеяния последовательного трансформатора - элементы 3 и 4 реактивных сопротивлений. 2 ил.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Как в том, так и в другом случае, добавоч ное сопротивление можно рассматривать как искусственную добавку к сопротивлению рассеяния последовательного трансформатора 2.

Работа схем фиг. 1 и 2 принципиально не отличается, поэтому достаточно рассмотреть работу только одной из них.

При нагрузке линии по ее приемному концу током 1о напряжение и ток в точке 6 линии равны

U6 AUo + jBl0;(4)

i6 JCUo + DJ0.(5)

(для упрощения, здесь и далее активные сопротивления не учитываются).

Если промежуточного отбора мощности нет (1П 0), то первичный ток параллельного трансформатора in 0. Вследствие условия (1) падение напряжения на последовательном трансформаторе отсутствует и U Ue. ly le, т.е. однородность параметров магистрали сохраняется. В то же время по вторичной обмотке последовательного трансформатора, работающего как трансформатор тока, протекает трансформированный ток В ,.. , 3

дающий в шунтирующем элементе 3 сопротивления падение напряжения ,

AU3 X3l22 -KBCUo + JKBDI0.(7)

С учетом вторичного напряжения параллельного трансформатора

U12 - KiU6 KDUe KADOo + JKBDIo (8) образуется результирующее вторичное напряжение подстанции

Un K(AD + BC)Uo KU0,(9)

не зависящее от режима работы линии в точке ее подключения, т.е. обеспечивается режим отстройки вторичного напряжения от режима магистрали, как у известного.

При наличии промежуточного отбора мощности (п 0) ток в первичной обмотке параллельного трансформатора равен

iii Kiln KDin(10)

Соответственно, по первичной обмотке последовательного трансформатора протекает, ток ,,,

l21 l6+ll1 jCUo + D(lo + Kln).(11)

По вторичной обмотке этого трансформатора протекает трансформированный ток

O-S- k+ Oo+Kin) , 02)

Uc

+ io,(6)

который, складываясь с током In, дает в шунтирующем элементе 3 сопротивления падение напряжения

AU3 X3(in+l22) -KBCUo + JKBDio + j(X3+ + K5BD)ln(13)

Вторичное напряжение последовательного трансформатора равно U12 -KUe-Xiln KADU0+ JKBDIo -JXiln. (14)

Результирующее вторичное напряже- ние подстанции равно

On - Ui2 -ДОз - K(ЈD + BC)U6 - J(Xi + Хз+ )1п КОо- Хвх1п,(15)

обеспечивая эффект присоединения промежуточной нагрузки (станции, системы) к приемному концу линии (О KU0) через реактивное сопротивление

Х„х Х1 + Хз K2BD(16)

Величина этого сопротивления может быть получена, в принципе, любой за счет дол- жного подбора величины и характера (индуктивность, емкость) шунтирующего элемента 3 сопротивления и сопротивления рассеяния параллельного трансформатора 1 (это сопротивление также можно искусственно из- менять). Так создается эффект заданной близости промежуточной нагрузки (станции, системы) к приемному концу линии.4

С учетом резонанса (1) режим на зажимах 7 подстанции соответствует передаче результирующего (с учетом отбора) приведенного тока по однородной линии:

U - U6+ - A Uo + J В ( | о + К 1П )(17)

Таким образом, подстанция работает в соответствии с поставленной целью. Формула изобретения Промежуточная подстанция для подключения к дальней электропередаче переменного тока, содержащая два силовых трансформатора, вторичные обмотки которых соединены последовательно, первичная обмотка одного из трансформаторов включена между фазой и землей, а второго включена между зажимами для подключения последовательно с линией электропередачи, и элемент реактивного сопротивления, причем коэффициенты трансформации трансформаторов выбраны из условия компенсации переменных составляющих вторичных напряжений, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности электропередачи, подстанция снабжена вторым элементом реактивного сопротивления, который включен последовательно с вторичной обмоткой последовательного трансформатора, первый элемент реактивного сопротивления включен параллельно указанным последовательно соединенным вторичной обмотке последовательного трансформатора и второго элемента реактивного сопротивления, причем величина и знак сопротивления второго элемента реактивного сопротивления выбраны из условия получения резонанса в контуре приведенное к вторичной обмотке сопротивления рассеяния последовательного трансформатора - первый элемент реактивного сопротивления - второй элемент реактивного сопротивления.