Система для электроснабжения потребителей переменным током Советский патент 1978 года по МПК H02J3/00 

1

Изобретение относится к устройствам для передачи и раснределения электрической энергии переменным током.

Известны устройства электроснабжения переменным током, содержащие два попнзнтельных трансформатора (один трансформатор с раш,енленнымн обмотками), подключенных к обидим шинам высокого напряжения, сдвоенные реакторы C-i-), к средней точке которых подключены обмотки низкого напряжения трансорматоров, а концы ветвей подключены к раздельно работающим четырем секциям сборных шин.

Недостатком этих устройств является неравномерное распределение нагрузки но ветвям СР и большие отклонения (колебания) напряжения у потребителей в нормальных режимах.

Эфективность системы электроснабження со сдвоенными реакторами может быть существенно повышена нри использовании распределительных подстанций с глубокпм ограничением тока к. 3., которые являются наиболее близкими к изобретению но технической сущности.

Эти подстанции содержат питающие трансформаторы, которые нрпсоединены к сборным шинам через сдвоенные реакторы, ветви которых нодсоединены к различным секциям сборных шин, ирнчем между собой секцнн щин соединены через токоограничиваюил,ие устройства (ТОУ). Целью изобретения является повышение качестна электроэнергии у нотребптелей в нормальных режимах и ограничение токов к. з. при енижепии затрат на сооруженне снсте.мы электроснабжения. Эта цель достнгается тем, что система для электроснабжения нотребптелей переменного тока дополнительно снабжена иитаюн 1,им трансформатором, к выводу которого подсоединена вторая обмотка реактортрансформатора, нричем дМежду собой обмотки реактор-трансформатора соедннены встрсчно.

С целью более глхбокого ограничения токов к. 3. Н погашения нрн авариях меньшего числа потребителей, число секции сборных шин, соединенных друг с другом через токоограннчнваюн 1,не устройства н подключенных к обмоткам трансформаторов через соответствующие обмотки реактор-трансформаторов, удванвается.

С целью новышення надежности и ирпдання

устройству большей гибкости и обеспечения условнй peMoirra к зажнмам обмоток соответствующих реактор-трансформаторов, примыкающим к секциям сборных шип. могут быть включены TOKOo paiiii4HiKnonj,nc устройства. Варианты предлагаемой системы электроснабжения неремеаным током показаны на фиг. 1-4, где 1, 2 - трансформаторы; 3-6 - обмотки реактор-трансформаторов; 7-10 - секции сборных шин низкого напряжения; И, 12 - токоограиичивающие устройства; 13 - выключатели на нрисоединеииях к сбориым шинам. Рассмотрим вначале работу системы, показанной на фиг. 1. Понизнтельные трансформаторы 1 и 2 имеют одинаковую груниу соединений и коэффициеит трансформации. Возможно также применеиие одного трансформатора с расщеиленной на две ветви обмоткой низкого напряжения (фиг. 3). Нагрузка системы электроснабжения делится нримерно поровну и расиределяется от секций 7 и 8 сборных шнн. Секции 7 и 8 соединены с трансформаторами 1 и 2 через обмотки 3 и 4 реактор-траисформатора, нричсм обмотки 3 и 4 реактор-трансфор.чатора имеют встречное электромагнитное включение. Секцни / ц 8 объедиисны на нараллельную работу через токоограннчивающее устройство 11. В нормальном режиме сонротивленне ТОУ ZTOY равно нулю, н следовательно, секцин 7 н 8 имеют одинаковый HOTeHHHavi, а токи нагрузки, протекающие но обмоткам 3 н 4 реактор-трансформатора н соответствующим фазам трехфазных трансформаторов 1 и 2, равны. Через ТОУ И протекает половина тока небаланса нагрузок тоу - Т (HI as) где /ш и /„а -комплексы токов -нагрузки соответственно секций 7 и 8. При равномерной нагрузке секций ток через ТОУ 11 близок к нулю. Результирующее сопротивление цени питания в нормальном режиме онределяется но формуле v1 и У ,- г I у Л. „п :г - -jГЛ , где - сонротивление одной обмоткн реактор-трансформатора при отсутствии тока в Другой. Большая мощность (малое сопротивление) сети в нормальных режимах нозволяет уменьшить отклонения и колебания напряжения, уменьшить уровень гармоник и составляющих обратной носледовательностн в напряжении, повысить качество электроэнергии на шинах у потребителя. Прн к. 3. на любой из секний системы электроснабження сопротивление ТОУ 11 увеличивается, н сопротивление в цепи питания резко возрастает до значения АГк j: Х -f- Ap.j, аналогичного в прототине. Например, нрн уТрт 2/Хт, несмотря на параллельную работу трансформаторов в нормальном режиме практичееки без реактирования сети, имеем ток от сети нрн к.з. на секцин в три раза меньшнй тока к.з. на щинах низкого нанряження одного трансформатора нрн раздельной работе трансформаторов и отсутствии реактирования. После отключення аварийной цепи нормальный режим работы снстемы электроснабжения восстанавливается. Сравнивая предлагаемую систему электроснабжения и нрототнн, можно отметить, что качество электроэнергии на шннах нагрузки в нормальных режнмах пракгнческн одинаково. Ьслн выбрать также равными сопротивления ветвей сдвоенных реакторов в нрототнпе н реактор-трансформатора в устройстве, ноказанном на фиг. 1, то уровень ограннчения тока к.з. будет также одинаковым. Положительный эффект нрименення нредлагаемого устройства (фиг. 1) - в два раза меньшая требуемая нроходная МОЩНОСТЬ ТОУ, уменьшенне числа 1ОУ в три раза и уменьшенне чнсла секций сборных щнн в два раза. Система электроснабжения, показанная на фнг. 2, отличается удвоениел числа секций (7-10), реактор-трансформаторов и ТОУ 11, 12. Нрнмененне этого устройства нозволяет нрн той же суммарной габаритной мощности реактор-трансформаторов н суммарной нроходной мощностн двух ТОУ существенно еннзить уровни токов к. 3. При одинаковых сонротнвленнях реактор-трансформаторов в предлагаемом устройстве и сдвоенных реакторов в прототнпе устройство, ноказанное на фнг. 2, имеет вдвое меньшую проходной мощности ТОУ и их меньшее число. К достоинствам устройства на фиг. 2 следует отнести также погашение при авариях меньшего .та потребителей нодстанцин (Vi вместо /2 в устройстве на фнг. 1). С целью повышения наделсностн снстедмы электроснабл ення, обеснечения высокого качества электроэнергии в послеаварийных режимах, связанных с выходом из строя одной из секций сборных шин, и улучшения схемы в отношении пригодности к ремонту токоограннчивающие устройства могут быть включены на зажимы обмоток соответствующих реактортрансформаторов, примыкающие к секциям сборных щин. Ф о р м у JJ а и 3 о 6 р е т е н и я Система для электроснабжения потребитеей переменным током, содержащая нитаюий трансформатор и однофазный двухобмоочный реактор-трансформатор, обмоткн которого нодсоедннены к секцням сборных шнн, ежду которыми подключено токоограничивающее устройство, а одна из обмоток реактор-трансформатора нодсоединена к питающеу трансформатору, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества электроэнергнн в нормальных режимах и более глубокого граничения токов короткого замыкания, укаанная система дополннтепь снабжена ни5б

тающим трансформатором, к выводу которого форматора, причем собой обмотки реподсоедииена вторая обмотка реактор-трапе-актор-траисформатора соединены встречно.

600659

9иг /

(Риг 2

J

Н ff

I /5 ТТ в Т

/ /J

4