Электропередача переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5074 9) 02 ) 3/ Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И,;)рр (рщ -1 0 НИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТВ ОМУ Св ВТОР Ю.СР фи(71) Белорусский политехническийинститут и Гомельский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 566288, кл, Н 02 3 3/00, 1977,Авторское свидетельство СССРИ 1138881, кл, Н 02 Э 3/00, 1985.(57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при передаче электроэнергии по одноцепным воздушным линиямэлектропередачи, Цель изобретения -упрощение и повышение экономичности электропередачи, а также обеспечение работы линии электропередачи с заданным фиксированным углом сдвига фаз при изменении параметров режима электропередачи и расширение диапазона регулирования угла фазового сдвига и режимов электропередачи,Фазосдвигающее устройство 2 выполненов виде трехфазного тр-ра с вторичными регулируемыми полуобмотками 7-12. При подаче на первичные обмотки 6 системы трехфазных напряжений к проводам 3 оказывается приложенной сйстема напряжений, в которой вектор напряжения фазы а сдвинут относитель но векторов напряжений фаз Ь и с на 180, что приводит к повышению пропускной способности линии. 3 з,п. ф-лы, 8 ил, 135074Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использованопри передаче электроэнергии по одноцепным воздушным линиям электропередачи,Цель изобретения - упрощение и по вьппение экономичности электропереда"чи, а также обеспечение -работы линии.электропередачи с заданным Фиксированным углом сдвига фаз при изменении параметров режима электропереда.чи и расширение диапазона регулирования угла Фазового сдвига и режимовэлектропередачи, 15На фиг. 1 изображена схема элект. ропередачи; на Фиг. 2 - то же, вари"ант; на Фиг. 3-5 - векторные диаграммы напряжений, поясняющие работуэлектропередач; на фиг, 6 и 7 - схемы обмоток трансформатора с устройствами регулирования напряжения иэлементами системы управления ими.На Фиг1 показана схема электропередачи, в которой к шинам 1 передающей системы через фаэосднигающее устройство 2 подключены провода 3 линии электропередачи,На приемном конце линии проводасоединяются с шинами 4 приемной сис- ЗОтемы, к которым подключены однофазные трансформаторы 5, питающие однофазную нагрузку Н, Н, Н з.Фазосдвигающее устройство 2, установленное в начале линии электропередачи, выполнено на основе магнит"ной системы обычного трехфазноготрехстержневого трансформатора, Обмотки 6 на стороне одного из номинальных напряжений подключены к шинам 1 передающей системы. Обмоткина стороне другого номинального напряжения выполнены из двух групп полу".обмоток: 7 в . (полуобмотки первойгруппы) и 10 - 12 (полуобмотки второй группы). Полуобмотки 7 и 10 составляют Фазу А трансформатора, полуобмотки 8 и 11 - Фазу В, полуобмотки 9 и 12 - фазу С, Концы полуобмоток 7- 9 обозначены через х, у, г, 50а начала этих полуобмоток - соотнетстненно а, Ъ, с, Концы полуобмо.ток 10 - 12 обозначены через х, у,г , а начала этих полуобмоток в ,соответственно а, Ь, сПолуобмотки вкаждой фазе трансформатора намотанысогласно, что на фиг,1 изображеновзаимным расположением концов и начал полуобмоток, Так например, в 72Фазе А начала а и а полуобмоток 7и 10 расположены по одну сторойу отих концов х и х . Концы х, у, гтрех полуобмоток 7 и 9 разных фазпервой группы соединены в "звезду",Начало Ь полуобмотки 8 Фазы В соединено с концом х полуобмотки Офазы А трансформатора. Начало а полуобмотки 7 фазы А соединено с концом у полуобмотки 11 Фазы В трансформатора, И, наконец, начало с полуобмотки 9 фазы С соединено с концом г полуобмотки 12 Фазы С,. К началам а, Ъ, с полуобмоток 10 - 12,являющихся одновременно выводамитрансформатора, подключены провода 3линии электропередачи,Отличием схемы электропередачи,приведенной на фиг.2, является то,что линия электропередачи выполненадвухпроводной. Провод 3 соединяется с выводом С фазосдвигающего устройства, провод 3 - с выводамиа и Ъ, объединенными в общую точку.На питающую обмотку 6 Фазосдвигающего устройства 2 подается симметричная система напряжений, изображенная на Фиг.3, Векторы Ъ и снапряжений Фаз В и С сдвинуты соответственно на 120 и 240 относительно вектора а фазы А и равны с нимпо модулю.На Фиг. 4-5 изображены векторныедиаграммы напряжений на выводах а,Ь, с фазосдвигающего устройства 2,Полуобмотки 7 - 9 фазосдвигающего устройства 2, соединенные н "звезду"., дают симметричную систему напряжений с векторами ха, уЪ, гс,Согласно фиг. 1 и 2 начало а полуобмотки 7 электрически соединено с концом у полуобмотки 11. Поэтому вектор уЬ направлен из гочки а параллельно вектору уЪ . Начало Ь полу"обмотки 8 соединено с концом х полуобмотки 10. Поэтому вектор х а нап 1равлен из точки Ь параллельно вектору ха . Начало с полуобмотки 9соединено с концом г полуобмотки12, Поэтому вектор гс направлен източки с по напранпению вектора гс,Сдвиг векторов ха и уЬ ранен 120Угол между векторами уЪ и х а,ха и уЬ равен 60, Величины векторов напряжений хЪ, уа, гс .разныхФаз на выводах Фазосдвигающего устройства зависят от соотношения чисел витков в полуобмотках 7 - 12,Нафиг,4 изображен вариант диаграммы,в котором число витков во всех полуобмотках одинаково. Для диаграммына фиг, 5 числа витков таковы,чтовеличины векторов напряжений хЬ,уа, гс равны. В результате векторнапряжения яс на выводах фазосдвигающего устройства 2 сдвинут относительно векторов напряжения хЪ и уа на180 (фиг, 4 и 5). При этом общаяиндуктивность линии электропередачи,подключенной к фазосдвигающему устройству, становится наименьшей емкость наибольшей, волновое сопротивление наименьшим и пропускная спо"собность электропередачи достигаетмаксимальной величины, Наибольшийэффект имеет место в тех случаях,когда провода сближены на минимально допустимое расстояние по условиямдиэлектрической прочности воздушного промежутка,Как следует из диаграмм на фиг,4и 5, потенциалы на выводах а и Ь фа-зосдвигающего устройства 2 относительно нулевой точки худ одинаковы.Это дает возможность объединить выводы а и Ь и выполнить линию электропередачи двухпроводной (фиг,2),На фиг, 6 изображена схема соединения обмоток фазосдвигающего устройства с устройствами регулированиянапряжения под нагрузкой (РПН), Устройства РПН установлены в каждой фазе трансформатора в обеих группахполуобмоток, Воздействуя на устройство РПН каждой полуобмотки, можноизменять величины и взаимное положение векторов напряжений регулируятем самым режим о линии электропередачи.Для оптимизации режима линии илиподдержания фиксированного значенияугла сдвига фаз, равного 180 , каждая фаза фазосдвигающего устройстваснабжена независимой системой управ-ления - устройствами 13-15 регулирования напряжения (фиг.б), Устройство 13 регулирует величины векторовнапряжений полуобмоток ха и уЬ,устройство 14 - векторов УЬ и ха,устройство 15 - векторов яс и кс(фиг.4).При изменении нагрузки фазовыйсдвиг между напряжениями фазы С и фазА,В изменяется, Система управленияреагирует на это изменение и с помощью устройств РПН регулирует вели 4045 5055 сдвига векторов напряжений уа и хЬ,оравной 180, а векторов гс и уа, кс и хЬ - равный 90 и 270, В этом случае подвижные контакты дополнительного устройства РПН перемещаются отначала а полуобмотки х а к ее концу х, полуобмотки уЬ и ха оказываются соединенными последовательно и встречно, результирующий вектор напряжения скользит далее по отрезку а - аи при полностью введенном устройстве достигает положения а.Следует отметить, что регулирование выходных напряжений фазосдвигающего устройства должно происходитьнезависимо в каждой фазе (фиг,б) с помощью систем управления устройствами РПН,Выполнение фазосдвигающего устрой- ства электропередачи в виде рассмотчины векторов напряжений таким образом, чтобы фазовый сдвиг снова сталравным 180 , а потенциалы точек аи Ь совпали.ВУстройства РПН на фиг.б установлены в концах полуобмоток,Полуобмотки второй группы фазосдвигающего устройства снабжены дополнительнымиустройствами РПН (фиг,7), которыеустанавливаются в началах полуобмотокНа фиг,8 приведена векторная диаграмма напряжений полуобмоток, соединенных по схеме фиг, 7, имеющиходинаковое количество витков, прирегулировании напряжения электропередачи с помощью основного идополнчтельного устройств РПН, В режимемаксимальных нагрузок наиболее эффективна работа электропередачи с угломсдвига фаз 180 , Этот угол обеспечивается выведенным положением устройств РПН второй группы полуобмоток. В К проводам приложены напряжения хЬ1 фуа, кс, Работу электропередачи вдругих режимах рассмотрим на примерепоследовательно соединенных полуобмоток УЬ и ха, При перемещенииподвижных контактов основного устройства РПН от конца х полуобмоткиха к ее началу а конец векторанапряжения ха, перемещается по отрезку а,-а, (фиг,8) от положения а,до положения х , Угол фазового сдвига между векторами УЬ (положениех ) и ха (положение у) составляет120. При введении дополнительногоустройства РПН можно получить уголренного трансформатора, который осуществляет требуемый сдвиг векторовнапряжений двух фаз относительнотретьей Фазы, позволяет использоватьего в качестве единого устройствафвместо двух раздельных устройств(трансформатора и фазосдвигающегоустройства), а также уменьшить количество коммутационных аппаратов,в результате чего упрощается электропередача и повьшается ее экономичность,Предлагаемое изобретение можетбыть использовано при создании одноцепных воздушных линий электропередачи 6 - 220 кВ для питания групподнофазных потребителей большой мощности,Формула изобретения1. Электропередача переменного тока, содержащая источник симметричных трехфазных напряжений, однофазные потребители, одноцепную линию электропередачи, фазосдвигающее устройство, установленное на передающем конце линии, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью ее упрощения и повышения экономичности, Фазосдвигающее устройство выполнено в виде трехФазного трансформатора, содержащего на стороне одного из номинальных напряжений две группы согласно намотанных полуобмоток, по три полу- обмотки в каждой группе, расположенные по одной полуобмотке из каждой группы на каждой Фазе трансформатора, причем концы полуобмоток первойгруппы соединены в звезду, начало полуобмотки первой фазы первойгруппы соединено с концом полуобмотки второй Фазы второй группы, началополуобмотки второй фазы первой группы соединено с концом полуобмотки1 О первой фазы второй группы, а начало .палуобмотки третьей Фазы первой группы соединено с концом полуобмоткиэтой же фазы второй группы,2, Электропередача по п.1, о т -15 л и ч а ю щ а я с я тем, что полуобмотки фазосдвигающего устройства;относящиеся к разным Фазам, в каждой группе содержат различное числовитков,2 О 3. Электропередача по пп, 1 и 2,отличающаяся тем, что,с целью обеспечения работы линииэлектропередачи с заданным фиксированным углом сдвига Фаз при измене 25 нии параметров режима электропере-дачи каждая Фаза Фазосдвигающегоустройства снабжена установленнымив каждой группе полуобмоток устройствами регулирования напряжений иХ независимой системой управления ими:.4, Электропередача по пп, 1-3,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования угла Фазового сдвига иЗБ режимов электропередачи, начала полуобмоток второй группы снабжены дополнительными устройствами регулирования напряжения,1340747 екарь ставитель М,Полякохред М.Ходанич орректор МПо Ред о э 5292/53ВН Тираж 618 ИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб, дписн 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4