Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофазном режиме линии электропередачи со статическими тиристорными компенсаторами

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет осударстоенный итет делам изобретений и открытий публиковано 280 531 УДК 621. 316 . 925 (088. 8) 3. Бюллетень Мописания 280283 ата опубли ован Кочет А. Калюжный, Г,И. Само 72) Авторыизобретения и нститут е о-изыскательск энергетических сетьпроект" Сибирски и Всесою и научно систем и ельскийй проектинститутй "Энерг но-ис осуда доват ричес ледов ствен нау 1) Заявител ьски сс ле х 54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ТОКОВ ОБРАТНО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В НЕПОЛНОФАЗН ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СО СТАТИЧЕ ТИРИСТОРНЫМИ КОМПЕНСАТОРАМИ 1РЕЖИМЕМИ я к электропользовано ч сверхвысо- статическиаторами полнофазном компенсации токов обратной последовательности, основанные на переводе в неполно- фазный режим линий электропередач с шунтирующими реакторами. Известен способ перевода в неполнофазный режим линии электропередачи с шунтирующими реакторами, основанный на отключении поврежденной фазы и отключении двух из трех шунтирующих реакторов на приемном и передающем концах электропередачи1).Однако известный способ обладает существенным недостатком, заключающимся в том,что линия, переведенная в неполнофазный режим этим способом, имеет малую пропускную способность, ограниченную токами обратной последовательности в генераторах приемной и передающей систем.Наиболее близким к предлагаемому является способ перевода линии элект ропередачи с шунтирующими реактораИзобретение относит технике и может быть и на линиях электроперед кого напряжения (ВЛ) с ми тиристорными компен (СТК), работающими в н режиме.Существуют способы ов, М.Л " Лезвинщтейн,ми в неполнофазный режим, при котором отключают поврежденную фазу, азатем от поврежденной и отстающейот нее фаз линии на приемном концеотключают шунтнрующие реакторы иотключенные фазы реакторов подключают к опережающей Фазе. Линия, пе.реведенная в неполнофазный режимэтим способом, имеет большую пропускную способность по условию допустимости величин токов обратнойпоследовательности для генераторовприемной системы2). Недостаток этого способа заключается в том, что в нем исключаетсявозможность непрерывного управленияпроводимостью реакторов в зависимости от передаваемой по линии мощности, и даже в случае переключенияразноименных фаз реактора на фазу,опережающую аварийную на приемномконце линии, и на фазу, отстающую отаварийной на отправном конце линии, 5 предельная передаваемая по линии мощность, отвечающая допустимому значению токов обратной последователь-.ности в генераторах, оказывается достаточно низкой и не превышает 30 О натуральной мощности линии.Цель изобретения - повышение пропускной способности электропередачив длительном неполнофазном режимепутем максимальной компенсации токаобратной последовательности в синхронных генераторах систем по концамлинии электропередачи сверхвысокогонапряжения, работающей в неполнофазном режиме,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе компенсации токов обратной последовательности внеполнофазном режиме линии электро.передачи со статическими тиристорными компенсаторами (СТК), включенными по концам линии (ВЛ) с отключенной поврежденной фазой, в котором разноименные фазы реакторовСТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей отповрежденной, - на отправном концеи к опережающей ее - на приемномконце, разноименные Фазы конденсаторных батарей СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии,отстающей от поврежденной - на 25приемном конце линии и к опережающей ее - на отправном конце, послечего непрерывно измеряют величинуактивной мощности, передаваемой поВЛ, сравнивают ее с уставками, определенными из условия минимизациитока обратной последовательности,и по результатам сравнения дискретно изменяют эквивалентную проводимость конденсаторных батарей СТК.непрерывно измеряют модули напряжения прямой последовательности нашинах подстанций, модули тока обратной последовательности по концамВЛ, фазовые углы сдвига указанноготока относительно напряжения прямой 40последовательности на шинах подстанций, и непрерывно регулируют эквивалентну:о проводимость реакторовСТК в соответствии с соотношением:45Ь Ь З - (где Ь - эквивалентная проводимостьреакторов СТК,и0,1,2,3 - число конденса Оторных батарей СТК, подключенных к Фазе линии внеполнофазном режиме,Ь - проводимость конденсаторКной батареи фазы СТК- модуль тока обратной последовательности на рассматриваемом конце ВЛБф - модуль фазного напряженияпрямой последовательностина шинах подстанции;6 ОЧ - угол между векторами укаэанного напряжения прямойпоследовательности и токаобратной последовательности на данном конце ВЛ; 65 б - угол, равный бОО при регу-лировании элементов СТК на отправном конце электропередачи, или 120 О при регулировании элементов СТК на приемном конце электропередачи.На фиг, 1 представлена схема подключения СТК и ВЛ; на фиг. 2 - блоксхема, реализации предлагаемого способа,Схема подключения СТК к ВЛ (фиг,1 содержит участок ВЛ 1, включенныйк трехфазным шинам отправной системы 2 и приемной системы 3 через линейные выключатели 4, По концам ВЛустановлены СТК, фазы которых включают в себя однофазные трансформаторы 5, подключенные к ВЛ через фазные выключатели б, конденсаторныебатареи 7, подключенные через выключатели 8 и разъединители 9 к обмоткам низкого напряжения трансформаторов 5, реакторы 10 с тиристорными блоками, подключенные через разьединители 11 к обмоткам низкого напряжения трансформаторов 5.Однофазные трансформаторы 5 разноименных фаз СТК собраны в трехфазную группу по схеме ф / , Конденсаторные батареи 7 и реакторы 10 с тиристорными блоками глухо заземлены. Между выводами высокого напряжения трансформаторов 5 включаются разъединители 12, обеспечивающие параллельное включение фаз трансформаторов 5. Разъединители 13, обеспечивающие параллельное соединение разноименных фаз конденсаторных батарей 7, включаются между выключателями 8 и разъединителями 9, Разьединители 14, обеспечивающие параллельное соединение разноименных фаз реакторов 10, включаются между реакторами 10 и разъединителями 11. Блок-схема регулирования проводимостей элементов СТК в неполнофаз-. ном режиме, изображенная на фиг. 2 содержит блок 15 измерения модуля напряжения прямой последовательности на шинах подстанции, блок 1 б измерения модуля тока обратной последовательности в ВЛ, блок 17 измерения фазового угла сдвига векторов тока обратной последовательности в ВЛ и напряхения прямой последовательности на шинах подстанции, блок 18 измерения передаваемой по ВЛ активной мощности, блок сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 1 (Р) 19, блок 20 сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 2 (РЗ ), блок 21 сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 3 (Р Л, блоки включениястоотключения выключателей первой, второй и третьей конденсаторных батарей, соответственно 22-24, блок 25 фиксации числа включенных конденсаторных батарей, блок 26 формирования сигналов, управляющих изменением эквивалентной проводимости реакторов блок 27 управления углами зажи 5гания тиристорных преобразователей.Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофаз 10нбм режиме осуществляется следующим образом.При повреждении фазы линии 1(фиг. 1, например А, ее отключаютс обеих сторон выключателями 4, Линию разгружают до допустимой величины активной мощности, СТК отключаютот ВЛ выключателями 6 с целью проведейия разъединителями необходимыхкоммутаций. Конденсаторные батареи 207 разноименных фаз СТК отключаютразъединителями 9 от трансформаторов 5 и соединяют параллельно разьединителями 13. Параллельно соединенные разноименные фазы конденсаторных батарей СТК 7 подключаютразъединителями 9 к фазе С трансформатора 5 на отправном конце ВЛ, и к фазе В трансформатора 5 на приемном конце ВЛ, Разноименные фазы 330 реакторов 10 СТК отключают разъединителями 11 от трансформаторов 5, соединяют параллельно разъединителями 14 и разъединителями 11 подключают в фазы А и В трансформаторов 5 35 на отправном конце ВЛ и в фазы А и С трансформаторов 5 на приемном конце ВЛ. Эти фазы трансформаторов соединяют параллельно разъединителями 12, Подключение СТК к ВЛ осуществ 40 ляется включением выключателей 6 в фазах В и С на обоих концах ВЛ. При этом фаза трансформатора 5 с подключенными к ней разноименными фазами конденсаторных батарей 7 оказывает ся подключенной к фазе с ВЛ на отправном конце электропередачи и к фазе В на приемном конце электропере дачи. Параллельно соединенные фазы трансформаторов 5 с подключеннымик ним разноименными фазами реакторов 50 10 оказываются подключенными к фазе В ВЛ на отправном конце электропередачи и к фазе С на приемном конце электропередачи, Установленная мощность СТК в режиме потребления 55 реактивной мощности больше установленной мощности в режиме выдачи, поэтому параллельно соединенные фазы реакторов подключают к ВЛ через два однофазных трансформатора, а 60 соединенные параллельно фазы конденсаторных батарей подключают через один однофазный трансформатор, что исключает перегрузку трансформаторов "ТК в неполнофазном режиме. Блок 15 65(фиг. 2) непрерывно измеряет модуль напряженной прямой последовательности на шинах подстанции, блок 16 непрерывно измеряетмодуль тока обратной последовательности на данном конце ВЛ, блок 17 непрерывно измеряет фазовые углы между указанными векторами, и сигналы с выходов блоков 15-17 поступают на соответствующие входы блока 26, где производится фор мирование сигналов управляющих изменением эквивалентной проводимости реакторов. Блок 18 непрерывно измеряет передаваемую по ВЛ активную мощность, Сигнал с выхода блока 18 поступает на входы сравнивающих блоков 19-21, которые производят сравнение передаваемой мощности суставками мощности РчстРчстРс выключателей, соответственно1 Сг Ъпервой, второй и третьей конденсаторных батарей. Уставки Ру Р , Рт определены из условия минимизации тока обратной последовательности. Сигналы с выходов блока 19 поступают на входы блока 22, который определяет коммутации первой конденсаторной батареи. Выходыблока 20 связаны с входами блока 23, а выходы блока 21 - с входами блока 24, которые определяют коммутации выключателей второй и третьей конденсаторных батарей соответственно. Если величина измеренной активной мощности оказывается больше уставки мощности, то сигнал на включение с выхода "а" сравнивающего блока поступает на вход "а" коммутирующего блока, где производится включение выключателя соответствующей конденсаторной батареи. Если величина измеренной активной мощности оказывается меньше уставки мощности, то сигнал на отключение поступаетс выхода "б" сравнивающего устройства на вход "б" коммутирующего устройства, где производится отключение того же выключателя. Таким образом производится дискретное изменение эквивалентной проводимости конденсаторных батарей. Сигналы с выходов блоков 22-24 поступают на входы блока 25, где производится фиксация числа включенных конденсаторных батарей. С выхода блока 25 сигнал поступает на соответствующий вход блока 26. При получении сигналов .с блоков 15, 16, 17 и 25 блок 26 формирует сигналы, управляющие .изменением эквивалентной проводимости реакторов СТК. С выхода блока 26 сигналы поступают на вход блока 27, где непрерывным управлением углами зажигания тиристорных преобразователей обеспечивают непрерывное регулирование эквивалентной проводимос 1001308где Ь 5 О1 Формула изобретения ти реакторов в "соответствии с соотношением: где Ь - эквивалентная проводимостьреакторов СТК;п = 0,1,2,3 - число конденсаторных батарей СТК, подключенных к электропередаче внеполнофазном режиме;Ь - проводимость конденсаторК(г.)ной батареи фазы СТК,модуль тока обратной последовательности на рассматриваемом конце ВЛ,"ИБФ- модуль Фазного напряженияпрямой последовательностина шинах подстанции; 2 О( - угол между векторами указанного напряжения прямойпоследовательности и токаобратной последовательности на данном конце ВЛ; 259 - угол, равный б 0 при регулировании элементов СТК наотправном конце электропередачи, или 120 при регулировании элементов СТК на 30приемном конце электропередачи.Непрерывное регулирование эквивалентной проводимостью реакторов СТК в соответствии с соотношением З 5 (1) в совокупности с дискретным регулированием эквивалентной проводимости конденсаторных батарей блоками 22-24 позволяет максимально снизить токи обратной последовательности в синхронных генераторах приемной и передающей систем в соответствии с установленными мощностями СТК в режимах выдачи и потребления реактивной мощности при каждом значенни передаваемой по БЛ активной мощности,Использование предлагаемого способа обеспечивает передачу значительной активной мощности в неполнофазном режиме, что приводит к уменьшению ущерба от недоотпуска энергии в аварийных случаях, повышая тем самым надежность работы энергосистемы. Предполагаемый экономический эффект достигается за счет повышения надежности работы электропередачи без увеличения резерва активной мощности в приемной системе. Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофазном режиме линии электропередачи 65 со статическими тиристорными компенсаторами (СТК), включенными по концам линии (ВЛ) с отключенной поврежденной фазой, в котором разноименные фазы реакторов СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей от поврежденной,на отправном конце линии и к опережающей ее - на приемном конце, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения пропускной способности электропередачи в неполнофазном режиме .путем максимальной компенсации токов обратной последовательности в синхронных генераторахсистем, разноименные фазы конденсаторных батарей СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии,отстающей от поврежденной, - наприемном конце линии и к опережающей ее - на отправном конце, послечего непрерывно измеряют величинуактивной мощности, передаваемой поВЛ, сравнивают ее с уставками, определенными из условия минимизации тока обратной последовательности, ипо результатам сравнения дискретноизменяют эквивалентную проводимостьконденсаторных батарей СТК, непрерывно измеряют модули напряженияпрямой последовательности на шинахподстанций, модули тока обратнойпоследовательности по концам ВЛ,фазовые углы сдвига указанного токаотносительно напряжения прямой последовательности на шинах подстанций,и непрерывно регулируют эквивалентную проводимость реакторов СТК в соответствии с соотношением: МЪ = Ь 43 ( ) элп(А)48)Р эквивалентная проводимостьреакторов СТК,0,1,2,3 - число конденсаторных батарей СТК, подключенных к фазе линии в неполнофазном режиме,проводимость конденсаторнойбатареи фазы СТК,модуль тока обратной последовательности на рассматриваемом конце ВЛ;модуль фазного напряженияпрямой последовательностина шинах подстанции,угол между векторами указанного напряжения прямой последовательйости и тока обратной последовательностина данном конце ВЛ,угол, равный 60при регули.ровании элементов СТК наотправном конце электропередачи, или 120 О - при регулировании элементов СТК на приемном конце электропередачи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 690587, кл. Н 02 Л 3/26, 1979. 2, Авторское свидетельство СССРР 653679, кл. Н 02 д 3/26, 1979.1001308 г. Составитель Н. Лоханинаактор Ю. Середа Техред М,Тепер Корректо ста каз 1 е лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,1/бб Тираж 615 НИИПИ Государственногопо делам изобретений 5, москва, Ж, Раушс Подпи омитета СС открытий я наб., д,