Трехфазная воздушная электропередача переменного тока

СОКЕ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1539891 А 1(51) 5 Н 023/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2повышение надежности и обеспечение регулирования режимов трехфазной воздушной электропередачи переменного тока. Трехфазная воздушная электропередача переменного тока содержит линию с расщепленными фазами А, В, С, присоединенными по концам через коммутационные аппараты 1 к трехфазным шинам 2, Провода 3 фаз расположены по поверхности контуров двух концентрических окружностей. Электропередача также содержит две группы коммутационных аппаратов 6-10 и 11-18. При обрыве провода 3 полуфазы С отключаются аппараты 1 фазы С, В бестоковую паузу отключаются также аппараты 10 поврежденной полуфазы С. Далее возможны два варианта. Первый предполагает включение аппаратов 1 фазы С и ввод в работу полуфазы С Второй предлагает одновременно с аппаратами 1 Фазы С отключение аппаратов 1 фаз А и В. Затем в бестоковую паузу 1(71) Гомельский политехнический институт(53) 621.316.3,061(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР И 805471, кл. Н 02 3 3/00) 1981.Федин В.Т., Селиверстов Г.И. Воз:можности одноцепной компактной электропередачи с регулируемыми парамет рами, Сб. тезисов докладов конф, "Пу ти экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения промышленности и транспорта". М.; МЭИ, 1987, с, 40.(54) ТРЕХФАЗНАЯ ВОЗДУШНАЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области, электроэнергетики. Цель изобретения ОО Ж ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯотключаются аппараты 6 фазы А и 3 полуфазы В , Затем включаются аппараты 13 схем четырехугольника 19, а затем аппараты 1 всех трех фаз А, В, 0 линии. В последнем случае к проводам 3 полуфазы В прикладывается вектор напряжения фазы А, Тем самым в 15398914электропередаче обеспечивается полнофазный симметричный режим. Аналогичные варианты вывода электропередачи5из аварийного режима возможны в случаях обрыва полуфаз Г В 0, атакже при двухфазных к.з, и двухфазных к. з. на землю. 2 ил.Изобретение относится к электро" энергетике, в частности к электропередачам переменного тока, и может . быть использовано при создании .трехФазныхвоздушных электропередач высоких и сверхвысоких напряжений.Целью изобретения является повышение надежности и обеспечение регулирования режимов трехфазной воздушной электропередачи переменного тока.На фиг. изображена электрическая схема предлагаемой электропередачи; на фиг.2 - схема. взаимного расположения проводов линии электропередачи в пролете.Трехфазная воздушная электропередача переменного тока (см. Фиг.1) со держит линию с расщепленными фазами А, В, С, присоединенными по концам через коммутационные аппараты к трехфазным шинам 2. Провода 3 фаз А, В, С расположены по поверхности контуров двух концентрических окружностей ч и 5, Провода 3 фазы А расположены по поверхности контура внутренней концентрической окружности . Провода 3 Фазы В разделены на две 40 части В и"Ва провода 3 фазы С разделены на две части С, и 0и расположены по поверхности контура внешней концентрической окружности 5. При этом части В и В проводов 3 фазы В 45 расположены между частями С, и С проводов 3 фазы С. В свою очередь каждая иэ частей 0 и С проводов 3 Фазы 0 расположена соответственно между частями Ви Впроводов 3 фазы В.Каждая из Фаз А, В С линии расщеплена на десять проводов 3 (фиг.2). А каждая из частей В.и ГГи фаз В и 0 содержит по пять проводов 3. Возможны варианты расщепления фаз А, В, 0 на другое число проводов 3.Кроме линейных выключателей электропередача содержит две группы коммутационных аппаратов 6-10 и 11-18.включенные по концам линии. Перваягруппа содержит аппараты 6-10. Из них6 включены со стороны линии в рассечку проводов фазы А, 7 и 9 - в рассечку проводов частей (полуфаз) В и Гразделенной фазы В 8 и 10 - в рассечку проводов полуфаз С, и 0разделенной фазы 0. 0 оединения восьми аппаратов 11-18 второй группы образуютпо концам линии схемы четырехугольников 19 с диагоналями. Точка пересеценил диагоналей О образована сое"динением четырех аппаратов 11-1 иподключена к общей точке О последо"вательно соединенных аппаратов 1 и 6неразделенной фазы А, Каждая иэ четырех вершин 0 з - Г четырехугольника19 присоединена со стороны линии кпроводам 3 одной из частей разделенных фаз соответственно Г О В,0 . При этом противоположные вершины Оэ и 0 О, и О четырехугольников 19 присоединены к проводам 3 одноименных полуфаз Ви В фазы В иполуфаз С, и СФазы С,Повышение надежности электропере-дачи достигается пУтем ликвидацииследующих видов повреждений в линии:обрыв провода одной из Фаз на землюбеэ касания проводов других Фаз (однофазное короткое замыкание (к.з.),схлестывание проводов разноименныхфаз (двухфазное к.э.); обрыв проводаодной из фаз на землю с одновременным касанием другой Фазы,(двухфазное к.з, на землю) . Рассмотрим особенности работы электропередачи при ликвидации каждого из видов повреждений в указанной последовательности, Предположим, что начальное состояние электропередачи соответствует максимальной величине ее пропускной способности, В этом режиме (нормальном) коммутационные45 5 153989аппараты 1, 6-10 включены, а аппараты 11-18 отключены.Первый случай, Пусть любой из проводов 3 полуфазы С(фиг.2) упал наземлю. В этом случае на каждом концелинии проиСходит отключение аппаратов 1 фазы С, В бестоковую паузу отключаются также аппараты 10 поврежденной полуфазы С. Далее возможны 10два варианта работы электропередачи.Первый предполагает включение аппаратов 1 фазы С и ввод в работу полуфа зы С, второй - одновременно с аппаратами 1 Фазы С отключить аппараты 1 15фаз А и В, Затем в бестоковую паузупомимо аппаратов 10 отключаются аппараты 6 фазы А и 9 полуфазы В. Послеэтого включаются аппараты 13 схемчетырехугольников 19, а затем аппара Рты 1 всех трех фаз А, В, С линии. Впоследнем случае к проводам 3 полуфазы В прикладывается вектор напряжения Фазы А. Тем самым в электропередаче обеспечивается полнофазный симметричный режим, Тот или другой вариант коммутационных переключений определяет величина нагрузки приемнойсистемы,Аналогичные варианты вывода электропередачи из аварийного режима внормальный (послеаварийный) в ее схеме возможны также в случаях обрывана землю проводов полуфаз Г В, СОбрыв же одного из проводов расщепленнол фазы А будет практически всег.35да сопровождаться касанием проводовразноименных фаз В и С, что рассмотрим для другого вида к.з.Второй случай. Пусть, например,произошло к.з. между проводами 3 полуфаз В, и С . В этом случае происходит отключение двух Фаз В и С аппаратами 1, В бестоковую паузу отключаются аппараты 9 и 10 и включаютсяаппараты 16 и 18. После чего следуетвключение аппаратов 1 Фаз В и С иобеспечение полнофазного симметричного режима электропередачи. К проводам 3 полуфазы С прикладывается вектор напряжения фазы В, а к проводамполуфазы В . - фазы С. В результатеэтих выполненных коммутационных переключений провода 3 двух соседних полуфаз имеют один потенциал - слева .относительно вертикальной осевой линии (см. Фиг.2) к проводам 3 прикла"дывается потенциал фазы В, справа относительно вертикальной осевой линии к проводам 3 прикладывается потенциал фазы С.Ликвидация аварийного режима прик,з. между друглми парами полуфазразноименных разделенных фаз В и Сосуществляется аналоглчным образом.Последовательность коммутационныхпереключений при ликвидации к.з, между Фазой А и одной из полуфаз, например В, следующая, Ртключаются аппараты 1 Фазы В, В бестоковую паузу отключатся аппараты 9. После чего включаются аппараты 1 фазы В,Возможен вариант переключения потенциала фазы А линии на провода 3,например, полуфазы С фазы С. Этоосуществляется отключением аппаратов6 и 10 и включением аппаратов 1 ч. Вэтом случае поврежденные провода 3Фазы А и полуфазы Ввыключены полностью из работы. Данный вариант переключений особенно эффективен приналичии обрыва проводов 3 одной изповрежденных фаз на землю что соответствует третьему виду повреждений.Третий случай, Пусть произошло,например, двухфазное к.з, между Фазами В и С линии и землей. Поврежденыполуфазы В, и С . В электропередачепоследовательно отключаются аппараты1 фаз В и С, 7 и 10 полуфаз В, и Г.Далее путем включения аппаратов 1 ифаз В и С линия переводится в полноФазный режим,В линии возможно трехфазное к,з.В этом случае отключение двух Фаз(или полуфаз) дальше приводит к третьему случаю работы электропередачипри устранении в ней аварийного повреждения.Устранение указанных поврежденийв электропередаче может быть выполнено путем ремонтных работ, проводимых под напряжением, технология которых для традиционных электропередачуже разработанаДля указанных вариантов работыэлектропередачи при различных повреждениях предполагалось использованиев качестве коммутационных аппаратов 1обычных высоковольтных выключателей,а в качестве аппаратов 6-18 разъединителей (отделителей), В случае использования в качестве аппаратов 6-18также выключателей время коммутационных переключений может быть сведенодо минимума, при этом отпадает необходимость в постоянном отключении55 коммутационных аппаратов 1 поврежденных фаз. Сочетание применяемых аппа. ратов будет определяться по ряду факторов: категория потребителей, какиесистемы связывает электропередачаи т,д.Регулирование нормальных режимовэлектропередачи выполняется двумяступенями. Первая ступень предполагает перевод электропередачи из режима по фиг.2 (к проводам 3 Фазы Аи полуфаз В и Р Си Сприложеныпотенциалы напряжений одноименныхфаз) в режим, когда к проводам 3 каждой из двух пар соседних полуфаз прикладываются вектора напряжений разноименных фаз, т.еВ и С, втораяпереключение напряжений трех фаз А,В, С на три полуфазы разделенных фазВ и С, При этом исключаются из рабо 20ты полностью провода Фазы Я и провода одной из полуфаз разделенной фазы В илиУказанное регулирование режимовэлектропередачи обеспечивает уменьшени.е перетоков реактивной мощностии снижение мощности шунтирующих реакторов, необходимых для компенсацииизбытков зарядной мощности,30.Пропускная способность (пределпередаваемой мощности) предлагаемойэлектропередачи определяется по формулеЕ вЫЬ 135где Б, и Б - напряжение,в начале ив конце электропередачи,Х в - волновое сопротивлениелинии401 - длина линии,Ь, - коэффициент измененияфазы волны.Волновое сопротивление линии электропередачи определяется по формуле 45Язгде Ь и С - эквивалентная индуктивность и емкость линии,В качестве примера приведем параметры предлагаемой электропередачи,соответствующей варианту, приведенному на Фиг,2, Номинальное напряжениеэлектропередачи равно 500 кГ, радиусвнутренней окружности 1 равен 1 ивнешней 5-3,5 м, расстояние междукрайними проводами 3 Фаз В и С 2,9 м(по горизонтали), радлус проводов 31,51 см, расс"ояние от цептра кониентрических окружностей до земли 12, 7 м,габарит нижних проводов 3 Фаз В и Сдо земли 9 м. Максимальная напряженность электрического поля под линией8,8 кВ/м. Величина волнового сопротивления Елинии 61,5 Ом натуральной мощности 1065 МВт,Предлагаемое изобретение можетбыть использовано в электротехникепри создании трехфазных воздушныхэлектропередач преимущественно высоких 220-330 и сверхвысоких напряжений 500 кВ.Формула изобретенияТрехфазная воздушная электропередача переменного тока содержащая линию с расщепленными фазами, присоединенными по концам через линейные выключатели к трехфазным шинам, провода фаз которой расположены по поверхности контуров двух концентрическихокружностей, причем провода одной фазы расположены по поверхности контуравнутренней концентрической окружности, а,провода каждой из двух другихфаз разделены на две части и распо-.ложены по поверхности контура внешнейконцентрической окружности, при этомкаждая из частей относящаяся к од"ной из фаз, расположена между частями проводов другой расщепленной фазы,и две группы коммутационных аппаратов, включенные по концам линии, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения регулирования режимов электропередачи, первая группа коммутационныхаппаратов содержит аппараты, включенные по одному со стороны линии в рассечку каждой части каждой из двухразделенных фаз и третьей фазы, вторая группа из восьми аппаратов образует схему четырехугольника последовательным соединением четырех аппаратов и диагоналей четырехугольникасоединяющих вершины четырехугольникаи содержащих по два аппарата в каждой диагонали, причем точка пересечения диагоналей образована соединением четырех аппаратов и соединенас общей точкой последовательно соединенных аппаратов не разделенной Фазы, а каждая вершина четырехугольникаприсоединена со стороны линии к проводам одной из частей разделенныхФаз, при этом проти вопсложные вершины присоединены к проводам однойФазы,1539891 фиФ. 2 Составитель И,ПоляковТехред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций Редактор О.Спесивых Заказ 225 Тираж 110 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101