Электропередача переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для передачи энергии переменным током, вырабатываемой крупными электростанциями, входящими в отдельные энергосисте- мы.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности передачи энергии переменным током.

На фиг.1 изображена схема предлагав- мой четырехфазной электропередачи; на фиг.2 - принципиальная схема фазопреоб- разующего трансформатора; на фиг.З - векторное изображение трехфазной и четырехфазной симметричных уравнове- шенных систем переменного тока; на фиг.4 - возможные варианты промежуточной опоры четырехфазной линии; на фиг.5 - схема однократного цикла транспозиции четырехфазной линии; на фиг.ба, б, в, г- векторные диаграммы, иллюстрирующие переход четырехфазной электропередачи на трехфазный режим работы.

Электропередача (фиг.1) содержит с восемью зажимами 1-8 фазопреобразующие трансформаторы 9-12, причем зажимы 1-6 служат для подключения .фазопреобразующих трансформаторов 9 и 10, 11 и 12 через шинные выключатели 13-24 к шинам 25 трехфазных энергосистем, а два зажима 7 и 8 - для подключения к воздушной четырех- проводной линии 26 через линейные выключатели 27-30, При этом к фазе а шин 25 трехфазных энергосистем через шинный выключатель 13 подключен зажим 1 фазоп- реобразующих трансформаторов 9 и 11 и через шинный выключатель 20 зажим 2 фа- зопреобразующих трансформаторов 10 и 12, к фазе в через шинные выключатели 14, 15 и 18 подключены зажимы 2, 3 и 6 фазоп- реобразующих трансформаторов 10 и 12, а к фазе с через зажимы 4 и 5 фазопреобра- зующих трансформаторов 9 и 11 и через шинные выключатели 21 и 24 зажимы 3 и 6 фазопреобразующих трансформаторов 10 и 12, зажимы 7 и 8 фазопреобразующих трансформаторов 9-12 подключены соответственно к фазам а,/, й,Д воздушной четырехпроводной линии 26.

Все фазопреобразующие трансформа- торы, как показано на фиг.2, выполнены из трех однофазных трансформаторов 31-33, каждый из которых имеет первичные рабочие обмотки 34-36 и аварийные встречнона- мотанные обмотки 37-39 с числом витков w все аварийные и рабочие обмотки 34-39 соединены в звезду. Рабочая 34 и аварийная 37 обмотки первого однофазного трансформатора 31 соединены с зажимами 1 и 2, рабочая 35 и аварийная 38 обмотки второго

однофазного трансформатора 32 - с зажимами 3 и 4, а рабочая 36 и аварийная 39 обмотки третьего однофазного трансформатора 33 - с зажимами 5 и 6. Начало вторичной обмотки 40 первого однофазного трансформатора 31, имеющей число витков

2

п Кт w , где Кт - коэффициент трансформации фазопреобразующего трансформатора, соединенного с зажимом 7, конец вторичной обмотки 40 первого однофазного трансформатора 31 соединен с концом первой

вторичной обмотки 41 второго однофазного

I/ трансформатора 32, имеющей число

О

витков, начало обмотки 41 соединено с концом аналогичной обмотки 42 третьего однофазного трансформатора 33, начало которой заземлено, вторичные обмотки 43 и 44 второго 32 и третьего 33 однофазных трансформаторов, соКт

держащие w витков, соединены встречно-параллельно, один конец данной общей обмотки заземлен, а другой соединен с зажимом 8.

Принцип преобразования трехфазной симметричной уравновешенной системы переменного тока в четырехфазную симметричную уравновешенную систему поясняется на фиг.З, из которой видно, что фазопреобразующий трансформатор 9 дает двухфазную несимметричную уравновешенную систему а,/3, а фазопреобразующий трансформатор 10 - несимметричную уравновешенную систему а, р, которые в совокупности образуют четырехфазную симметричную уравновешенную систему a,j8,sf,Ј .

За счет расположения фаз на опорах линии, как это показано на фиг.4, создаются две независимые симметричные системы a, a, J3,/, в каждой из которых напряжения и токи находятся в противофазе, чем обеспечивается эффективная самокомпенсация индуктивных параметров линии, в результа- те чего удается увеличить натуральную мощность линии в 1,5-2,0 раза по сравнению с трехфазной линией переменного тока и тем самым существенно повысить экономичность передачи электроэнергии. Практическая независимость режимов в каждой из двухфазных линий, составляющих четырехфазную линию, обеспечивается за счет применения однократного цикла транспозиции, как это показано на фиг.5,.

Высокая надежность четырехфазной электропередачи обеспечивается путем ее перевода на работу в трехфазном режиме в

случае возникновения наиболее вероятных однофазных повреждений линии. В исход1 ном состояние при работе электропередачи в четырехфазном режиме состояние всех выключателей показано в таблице, В случае устойчивого короткого замыкания (КЗ) одной из фаз происходит ее отключение с высокой стороны и далее путем симметрирующих переключений соответствующих рабочих и аварийных обмоток электропередача переводится на трехфазный режим работы. Требуемые переключения для перехода на трехфазный режим работы при повреждении одной из фаз следуют из таблицы, где приведено состояние выключателей в исходном нормальном четырехфазном режиме и трехфазном режиме в зависимости от поврежденной фазы (в - включен, о - отключен).

В результате проведения симметрирующих переключений обмоток фазопреобра- зующих трансформаторов несимметричная тройка векторов на неповрежденных фазах линии преобразуется, как это показано на фиг.6, в симметричную трехфазную систему.

Формула изобретения Электропередача переменного тока для связи двух трехфазных энергосистем (узлов), содержащая воздушную четырехпро- водную линию, шинные и линейные выключатели, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности передачи электроэнергии, электропередача содержит четыре фазопреобразующих трансформатора для осуществления преобразования трехфазного переменного тока в четырех- фазный с фазами a,j3,a,f3, каждый фазопреобразующий трансформатор имеет по шесть зажимов для подключения через указанные шинные выключатели к шинам трехфазных энергосистем и два, седьмой и восьмой, зажима для подключения к воздушной четырехпровод- ной линии через указанные линейные выключатели, причем к фазе а передающей трехфазной системы подключен первый зажим первого фазопреобразующего трансформатора и второй зажим второго фазопреобразующего трансформатора, к фазе в - второй, третий и шестой зажимы первого фазопреобразующего трансформатора и первый, четвертый и пятый зажимы второго фазопреобразующего трансформатора, а к фазе с - четвертый

и пятый зажимы первого фазопреобразующего трансформатора и третий и шестой зажимы второго фазопреобразующего трансформатора, седьмой и восьмой зажи- мы первого фазопреобразующего трансформатора подключены соответственно к фазам а и /3 воздушной четырехпроводной линии, седьмой и восьмой зажимы второго фазопреобразующего трансформатора подключены соответственно к фазам а и /3 воздушной линии, зажимы третьего и четвертого фазопреобразующих трансформаторов на приемном конце подключены аналогично зажимам первого и второго фазопреобразующих трансформаторов на передающем конце, все фазопреобразующие трансформаторы выполнены из трех однофазных трансформаторов, каждый из которых имеет первичные рабочие и аварийные

встречно намотанные обмотки с числом витков w, все аварийные и рабочие обмотки соединены в звезду, рабочая и аварийная обмотки первого однофазного трансформатора соединены с первым и вторым зажимами фазопреобразующих трансформаторов, рабочая и аварийная обмотки второго однофазного трансформатора - с третьим и четвертым зажимами, а рабочая и аварийная обмотки третьего однофазного трансформатора - с пятым и шестым зажимами, начало вторичной обмотки первого однофазного трансформатора, имеющей число витков 2 7j Кт w, где Кт - коэффициент трансформа ции фазопреобразующего трансформатора, соединено с седьмым зажимом, конец вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединен с концом первой вторичной обмотки второго однофазного

.. / Кт v

трансформатора, имеющей ( } w число витков, начало данной обмотки соединено с концом аналогичной обмотки третьего однофазного трансформатора, начало которой заземлено, вторичные обмотки второго и третьего однофазных трансформаторов,

Кт содержащих витков, соединены

встречно последовательно, один конец дан- ной общей обмотки заземлен, а другой соединен с восьмым зажимом.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для передачи энергии переменным током. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности передачи энергии переменным током. Поставленная цель достигается путем перехода от трехфазной симметричной уравнове- шенной системы переменного тока к четырехфазной симметричной уравновешенной системе переменного тока с фазовым сдвигом между соседними напря - жениями или токами, равном 90°. При этом система четырехфазного переменного дока получается из трехфазной с помощью фа- зопреобразующих трансформаторов 9-12. Фазы воздушной четырехпроводной линии 26 на опорах линии располагаются так, что они образуют две симметричные двухфазные системы. В случае возникновения наиболее вероятных однофазных повреждений на линии электропередача переводится на трехфазный режим работы с передачей не менее 75% мощности исходного режима с помощью коммутационных переключений выключателей 13-24, 27-30 и фазопреобразующих трансформаторов 9-12. 6 ил., 1 табл. л Зс СО с XI О о о 00 го -25

Фиг. 2

3

V

Й/г

ОС

////х

//SS/////S/7

Фиг А

-J

Ot(tf

ос

С