Устройство для плавки гололеда Советский патент 1991 года по МПК H02G7/16 

вводы переменного тока первого дополнительного преобразователя подключены к второму вводу первого дополнительного реактора, второй дополнительный коммутационный аппарат подключен межд первым вводом основного реактора и первым вводом первого дополнительного реактора, а. третий дополнительный ком мутационный аппарат подключен между первым вводом и вводом переменного тока основного преобразователя 6, Устройство по ппо 1-3, от л ичающееся тем, что оно снабже но вторьм и третьим дополнительными преобразователями, третьим дополнительным реактором и четвертым, и пяты дополнительными коммутационными аппара тами, при этом вводы переменного тока второго дополнительного хтреобразователя лодюшчены к второму вводу второ го дополнительного реактора, вводы переменного тока третьего дополнитель ного преобразователя подключены к второму вводу третьего дополнительно го реактора, первый ввод которого под ключен кпервому коммутационному аппа рату,, четвертый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока третьего дополнительного преобразователя и пер вьм вводом основного реактора, а пятый Дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом основного реактора и первым коммутационным аппаратомо 7о Устройство по пПс 1 и 3, о т л И ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторым и третьим дополнитель ными преобразователями, третьим дополнительным реактором, четвертым. пятым, шестым, седьмым и восьмым дополнительными коммутационными аппаратами, причем вводы переменного тока второго преобразователя подключены к второму вводу второго дополнительного реактора, первый ввод которого подключен к третьему дополнительному коммутационному аппарату, вводы пе- ременного тока третьего дополнительного преобразователя подаслючены к второму вводу третьего дополнительного реактора, первый ввод которого подключен к основному коммутационному аппаратур, четвертый дополнитедьньй коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока третьего дополнительного преобразователя и первым вводом основного реактора, пятый дополнительный коммутационный аппаратподключен между первым вводом основного реактора и основным коммутационным аппаратом, шестой дополнительный коммутшшонный аппарат подключен между чводами переменного тока второго дополнительного преобразователя и первым вводом первого дополнительного реактора, седьмой дополнитехшный коммутационный аппарат подключен между первым вводом второго дополнительного реактора, и вторым дополнительным коммутационным аппаратом, а восьмой дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом первого дополнительного реактора и,вторым дополнительным коммутационным аппаратом. 8. Устройство по п, 1, о т л и чающееся тем, что оно снабжено синхронным компенсаторо14, подклкгченным между первым дополнительным коммутационным аппаратом и закорачивающей перемычкойо

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА постоянным током на линии электропередачи, содержащее преобразователь, подключенньй с помощью коммутационного аппарата к шинам.источника питания, токоограничиваюпцШ реактор, установленный меладу коммутационньм аппаратом и вводами переменного тока преобразователя, и закорачивающую перемычку, установленную в конце обогреваемого участка линии, отличающееся тем, что, с целью регулирования напряжения плавки, устройство снабжено первым дополнительным коммутационным аппаратом и первым дополнительным реактором, первый ввод которого подключен к вводам переменного тока преобразователя, а к второму вводу подключен первый дополнительный коммутационный аппарат, подсоединенный к закорачивающей перемычке 2о Устройство по По 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено первым дополнительным преобразовате-. №пг1 5 Ш - ,.„,„. .;-; ;{;-;5;гйП ) SiJJ лем, вторым и третьим дополнитель- ными коммутационными аппаратами, при чем вводы переменного тока первого дополнительного преобразователя подсоединены к второму вводу первого дополнительного реактора, второй дополни- тельньй коммутационный аппарат подключен между другими шинами источника питания и первым вводом первого дополнительного реактора, а. третий дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом первого дополнительного реактора и вводами переменного тока основного преобразователя , 3,, Устройство по пп„ 1 и 2, о т ли ч .а ю -щ ее с я тем, что оно снабжено вторым дополнительным реактором, подключенным между первым вводом первого дополнительного реактора и третьим дополйительным коммутационным аппаратом 4, Устройство по ппо 1 и 3, от00 личающееся тем, что оно снабжено четвертым и пятым дополнию тельными коммутационными аппаратами, причем четвертый дополнительный ком00 мутационньй аппарат подключен между а взводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и вторым вводом -первого дополнительного реактора, а пятый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и первым вводом первого дополнительного реакторам 5о Устройство по п„ 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено, первым дополнительным преобразователем, вторым и третьим дополнительными коммутационными аппаратами, причем

Изобретение относится к злектро:знергетике и может быть применено для повышения надежности работы воздушных линий электропередачи, проходящих в Ъипьногололедных районах

Известно устройство для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее источник питания, в качестве которого обычно используется секция шш система сборных шин узловой подстанции знергоI . . . ... системы и коммутационного аппарата,

с помощью которого напряжение источника питания подключается к проводам линии электропередачи; предварительно закороченным на противоположном от источника питания конце.

Недостатком зтого устройства для плавки гололеда является невозможность осзпцествлення плавки гололеда на воздушных линиях злектропередачи различной протяженности. Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является устройство для плавки гололеда постоянным током на линии элект ропередачи, содержащее преобразователь, подключенный с помощью коммутационного аппарата к шинам источника питания, токоограничивающий реактор, установленный между коммутационным аппаратом и вводами переменного тока преобразователя, и закорачивающую перемь чку, установленную в конце обогреваемого участка линии Как правило от узловой подстанции, на которой предусмотрена установка плавки гололеда, отходят воздушные линии разного класса напряжения с существенно отличными параметрами (протяженность сечения провода)„.Недостаток устройства для плавки гололеда заключается в том, что оно не позволяет организовать плавку гололеда на всех нуждаю- щихся в обогреве воздушных линиях электропередачи, отходящих от шин под станции, на которой смонтировано устройство плавки, из-за невозможности регулирования напряжения плавки. Целью изобретения является регулирование напряжения плавки На фиг„ 1 изображено устройство дл ппавки гололеда с одним преобразователем; на фиг 2 - то же, с двумя пре образователями; на фиг„ 3 - то же, с двумя преобразователями и тремя реакторами; на фиго 4 - то же, с двумя преобразователями и тремя реакторами с расширенным .диапазоном регулироваНИЛ напряжения; на фиг 5 - то же, с двумя преобразователями, подключенными к одним шинам источника питания; на фиг о 6 - то же, с четырьмя преобразователями; на фиг 7 - то же, с четырьмя преобразователями с расширенным диапазоном регулирования напря жения; на фиг В - то же, с использованием синхронного компенсатора для регулирования напряженияо Устройство для плавки гололеда (фиГо 1) содержит преобразователь 1, подключенный с помощью коммутационного аппарата 2 к шинам источника питания 3, и токоогрйничивающий реактор 4, установленный между коммутационным аппаратом 2 и вводами переменного тока преобразователя 1, Кроме того, устройство содержит реактор 5, одни вводы которого подключены к вводам переменного тока преобразователя 1, а другие вводы реактора 5 через коммутационный аппарат 6 - к закорачивающей перемычке 7„ Устройство для плавки гололеда, показанное на фиго 2, содержит те же элементы, что и устройство на фиг 1, Дополнительно одни вводы реактора 5 подключены через коммутационный аппарат 8 к другим шинам источника питания 9о К другим вводам реактора 5 подключены вводы переменного тока преобразователя 10 Между вводами переменного тока преобразователя 1 и одними вводами реактора 5 установлен коммутационньм аппарат -Но Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг„ 3, содерш т же элементы, что и устройство-на фиг 2 Дополнительно между вводами, переменного тока преобразователя 1 и одними вводами реактора 5 установлен реактор 12„ Устройство для плавки гололеда. Показанное Ла фиг t, содержит те же элементы, что и устройство на Дополнительно одни вводы реактора 5 и ввода переменного тока преобразователя 10 соединены между собой через коммутационньп аппарат 13 Между другими вводами реактора 5 и вводами переменного тока преобразователя 10 также установлен коммутационный аппарат 14 „ Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг 5, содержит те же элементы, что и -устройство на фиГо 1 Дополнительно вводы переменного тока преобразователя 1 и первые вводы реактора 5 соединены через коммутационный аппарат 11 К вторым вводам реактора 5 подключены вводы переменного тока преобразователя 10„ Первые вводы реактора 4 и первые вводы реактора 5 соединены через аппарат 8 . Устройство для. плавки гололеда, показанное на фиг 6, содержит те же элементы, что и устройство на фиГо 3 Дополнительно к вводам реактора 12, подключенным через коммутационный аппарат 11 к вводам переменного тока, преобразователя 1, подключены вводы переменного тока преобразователя 15 Преобразователь 16 через реактор 17 подключен к вводам коммутационного аппарата 2, одни вводы которого под- ключены к шинам источника питания 3 Вводы переменного тока преобразова7862 .теля 16 через коммутационный аппарат 18 подключены к первым вводам токоограничивающего реактора 4 Между реактором 4 и 1соммутационным аппаратом 2 подключен коммутационный аппарат 19о Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг, 7, содержит те же элементы, что и устройство на фиг Зо Дополнительно между вводами реактора 12 и одними вводами реактора 5,установлен коммутационньй аппарат 20о Между.одними вводами реактора 5 и коммутационным аппаратом 8 установлен коммутадионньй аппарат 21„ Между вводами реактора 12, подклю ченньми через коммутационный аппарат, 11 к вводам переменного тока преобразователя 1 ,, и коммутационным аппарато 8 установлен коммутационный аппарат 22 К вводам реактора 12, подключенными через коммутационный аппарат 20 к вво дам реактора 5, подключен преобразователь. 15о Через коммутационный аппарат 2 присоединен реактор 17, к которому подключен преобразователь 16 . Между вводами переменного тока преобразователя 16 и одними вводами реак. тора 4 установлен коммутационный аппа рат 13о Между реактором 4 и коммута-г цноннь м аппаратом 2 также подк.точен коммутационный аппарат 19, Устройство для плавки гололеда, изображенное на. фиг. 8, содержит те же элементы, что и устройство на фиго 1 о Дополнительно между коммутационным аппаратом 6 и закорачивающей перемычкой 7 подключены статорные обмотки синхронного компенсатора 23. Устройство для плавки гололеда (фиГе 1) обеспечивает три ступени регулирования .напряжения пла.вкио При не оЬходнмости плавки гололеда на номинальном напряжении коммутационный аппарат б размыкают, а коммутационный аппарат 2 включаюто При этом питание преобразователя 1 будет осуществляться от источника питания 3 через аппарат 2 и реактор 4 а напряжение преобразователя Ud может быть найдено из известного выражения Ud « 1;35 ЕА -:j5: Id.Xp4, .где Е - Л1йейное напряжение источника яитания| Id - ток плавки; X ви - индуктивное сопротивление реар-тора 4 тока промышленной частоты Для уменьшения напряжения плавки еобходимо дополните.г1ьно включить комутационный аппарат 6. При этом ,тн - 1 Я- ХР5„ р .3 XP.VH-XP5. Ud IjJD-r-;: .„- Лд xria-rr V Р 2). где Хр„ - индуктивное сопротивление еактора 5 току промышленной частоты При необходимости еще большего сниения напряжения плавки (третья ступень) схема питания преобразователя остается такой же, как ив предыдущем случае Однако контур плавки следует подключить между одним из полюсов пре образовате.11я 1 и закорачивающей перемычкой 7 о При этом обеспечивается трехфазная схема выпрямления, а внешняя характеристика установки имеет вид Ud (1,35Е. ldXp)2, (3) Как следует из уравнений (2) и (3), подбирая необходимое соотношение сопротивление реакторов 4 И 5, можно получить любые наперед заданные ступени напряжения плавки. Для расширения диапазона регулирования выпрямленного напряжения целесообразно использовать двухпреобразовательную установку ппавки гололеда (фиго 2), которая обеспечивает шесть ступеней регулирования напряжения Самое большое напряжение плавки будет получено при отключенном положении коммутационных аппаратов 11 и 6 и включенных коммутационных аппаратах 2 и 8„ В частном случае при одинаковых напряжениях источников питания 3 и 9, а также одинаковых реакторах 4 и 5 и преобразователях 1 и 10 имеют Ud (1,35 БД -|ld Хр)2. (4) Вторая ступень выпрякленнбго напряжения плавки может быть по.пучена за счет вк.точения преобразователей 1 и 10 на параллельную работу по стороне постоянного тока При этом Ud 1,35 Е -4id iT 2 Третью ступень напряжения плавки можно получить дополнительно, отключив, например, коммутационный аппарат 18, При этом Ud может быть определено по уравнению (1) , Четвертую ступень выпрямленного напряжения можно получить от отдельн работающего преобразователя 10о При этом коммутационные аппараты 2 и 11 включены, а коммутационные аппараты 8 и 6 отключены Для этого случая пр Ud 1,35 Е - IdX Пятая ступень выпрямленного напряжения получается от преобразователя 1, если коммутационный аппарат 8 отключен, а все остальные включены Величина Ud определяется по уравнению (2). Шестая ступень регулирования обес печивается при схеме питания преобра зователя такой же, как и в предьщущем случае за счет изменения схемы подключения обогреваемого Контура, аналогично описанному для фиг 1, Ud при этом следует определить по вьфажению (3)„ При рассмотрении принципов регули рования устройств (фиго 1 и 2) предполагалось, что реакторы 4 и 5 при и последовательном соединении допускаю длительную работу на номинальном напряжении источника питания по схеме шунтрвых реакторов Однако выполнение этого условия в ряде случаев может вызвать затруднения как из-за большого потребления реактивной мощности от сети, так и из-за значительных посадок выпрямленного напряжения при плавке на предельном для данной установки напряжении. Поэтому часто может быть эффективной схема, приведенная на фиго Зо Наличие дополнительного реактора снимает изложенные ограничения и расширяет диапазон регулирования вьшрямленного Напряжения Если схему (фиг 3) дополнить двумя коммутационными аппаратами 13, 14 (фиг 4), то количество возможных ступеней расширится до восьми Включив аппараты 2,8 и 14, а также отключив все остальные, можно полу чить при последовательном соединении преобразователей самую высокую ступень напряжения, величина которого может быть определена по уравнению (4 Вторая ступень получается за счет пар.аллельного соединения преобразова- телей на стороне постоянного тока Его величину следует определять по уравнению (5) Третья стзшень получается при использовании одного преобразователя, питаемого черезодин из реакторов Величина напряжения определяется по уравнению (1)о Четвертая ступень имеет место при питании преобразователя через два реактора Величина напряжения плавки определяется по вьфажению (6) Пятая ступень достигается при питании преобразователя через три реактора При этом для одинаковых сопротивлений всех реакторов Ud 1,35 и -| IdXp. . (7) Последующие ступени регулирования могут быть получены при использовании реакторов в качестве делителей- напряженияПри этом на холостом ходу дополнительно могут быть получены следующие ступени: I (1,35Ел); 1(1,35Е); 1(1,35Е) Если схему (фиг„ 4) дополнить еще одним закорачивающим аппаратом 13, а также предусмотреть соединения реактора 12 от вводов коммутационного аппарата 8, то появится возможность выполнения дополнительных ступеней регулирования в диапазоне между 1,35Ед и 2,7Ед, Устройство, показанное на фиг 5, иллюстрирует возможности регулирования напряжения плавки в случае питания двух преобразователей от одного источника, что может потребоваться при организации планки гололеда навоздушных линиях высших классов напряжения с расщепленными проводами в фазе При производстве оперативных переключений по аналогии с рассмотренными удается обеспечить пять различных Ступеней регулирования: 1 - 0,5 Ли 1 - ли 1 - 2Ли 0,5 0,25, где U и - падение напряжения на одном реакторе при протекании тока плавки Еще больщей эффективности регулирования мозрю достигнуть на мощных установках плавки с большим числом преоб1 86разователей, необходимых для ор аниза ции плавки гололеда на протяженных . женияо Наиболее часто такие установки выполнены, на базе четьфех преобразователейДля получения больших токов при предельньк напряжениях их собирают в группы по два параллельно и два после довательно. Отказавшись ot традиционного выбора одного реактора на два параллельны преобразователя и установив реакторы половинной мощности на каждый преобразователь с помощью предлагаемой на фиго 6 и 7 схемы коммутации, можно ползгчить практически любое наперед заданное количество ступеней регулирования, которое определяется парамет рами воздушных лшний всех классов напряжения, отходящих от шин подстанции, на которой смонтирована установка плавки о Если учесть, что мощные установки плавки, монтируются на узловых подстанциях системы, а также необходимость регулирования рабочего напряжения на шинах подстанции, особенно в минимальных режимах, то легко воздушных линиях сверхвысокого напряпридти к вьшоДу, что предлагаемая сх«ма (фиГо 6, 7) установки плавки позволяет собрать на базе токоограничивающих реакторов устройства плавки гололеда шунтовой реактор Этот реактор может эксплуатироваться практически в течение всего года (за исключением коротких периодов работы устройства плавки гололеда) и тем самым повысить эффективность работы сети Таким образом, за счет дополнительной установки в схеме нескольких коммутационных аппаратов получен совершенно новый эффект практически плавного регулирования постоянного напряжения установки плавки гололеда, собранной йа базе неуправляемых преобразователей Это позволяет за счет оптимизации режимов плавки примерно в 1,5-2 раза сократить суммарное время плавки гололеда На всех . воздушных Л1ШИЯХ одновременно в этом нуждающихся и тем резко повысить надежность работы электрических сетей.

4 /

0ffe, /

ff

rs-u

Фуг,

fff

1 fff

ffg.

5

z

F

/

ъ

(D Cc7

4i

/

i /tT 11 1

Л ff