Электропередача переменного тока

(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к электропередачам переменного тока. Задачей изобретения является устранение перерыва электроснабжения при переключении с одного значения угла фазового сдвига на другой и уменьшение шага регулирования угла фазового сдвига. Это достигается тем, что в электропередаче переменного тока, содержащей линию электропередачи, выполненную из двух трехфазных цепей со сближенными попарно проводами фаз, трехфазные системы шин на передающем и по меньшей мере одном приемном концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам на каждой цепи, обеспечивающие фазовый сдвиг между векторами напряжений различных цепей, причем они состоят из обмотки, соединенной с линией электропередачи и обмотки, соединенной посредством коммутационного аппарата с шинами, фазосдвигающие трансформаторы снабжены дополнительными обмотками со стороны шин, которые присоединены к шинам посредством коммутационных аппаратов и токоограничивающих реакторов с шунтирующими их коммутационными аппаратами, причем они имеют различные группы соединения относительно обмотки, подключенной к линии, отличные от группы соединения обмотки, подключенной к шинам через коммутационный аппарат. Электропередача может содержать число приемных концов более одного. Электропередача может быть снабжена системой автоматического синхронного управления коммутационными аппаратами, установленными по концам электропередачи. 4491 1 Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к электропередачам переменного тока. Известна электропередача переменного тока, содержащая двухцепную линию электропередачи, связывающую трехфазные сети посредством попарно сближенных проводов фаз, трехфазные системы шин на передающем и приемном концах, фазосдвигающие устройства по ее концам, обеспечивающие фазовый сдвиг между векторами напряжений различных цепей 1. Недостаток известной электропередачи переменного тока - отсутствие возможности переключения с одного значения угла фазового сдвига векторов напряжений различных цепей на другой без перерыва электроснабжения на приемном конце электропередачи. Наиболее близкой к предлагаемой является электропередача переменного тока, содержащая двухцепную линию электропередачи, связывающую трехфазные сети посредством попарно сближенных проводов фаз,трехфазные системы шин на передающем и приемном концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам,обеспечивающие фазовый сдвиг между векторами напряжений различных цепей, причем состоящие из обмотки, соединенной с линией электропередачи, и обмотки, соединенной посредством коммутационного аппарата с шинами 2. Однако в этой электропередаче переменного тока отсутствует возможность переключения с одного значения угла фазового сдвига векторов напряжений различных цепей на другой без перерыва электроснабжения на приемном конце электропередачи, а также невозможна работа с углом фазового сдвига равным 30(1,2,3,5). Задачей изобретения является устранение перерыва электроснабжения при переключении с одного значения угла фазового сдвига на другой и уменьшение шага регулирования угла фазового сдвига. Это достигается тем, что в электропередаче переменного тока, содержащей линию электропередачи, выполненную из двух трехфазных цепей со сближенными попарно проводами фаз, трехфазные системы шин на передающем и по меньшей мере одном приемном концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам на каждой цепи, обеспечивающие фазовый сдвиг между векторами напряжений различных цепей, причем они состоят из обмотки, соединенной с линией электропередачи, и обмотки, соединенной посредством коммутационного аппарата с шинами, фазосдвигающие трансформаторы снабжены дополнительными обмотками со стороны шин, которые присоединены к шинам посредством коммутационных аппаратов и токоограничивающих реакторов с шунтирующими их коммутационными аппаратами, причем они имеют различные группы соединения относительно обмотки, подключенной к линии, отличные от группы соединения обмотки, подключенной к шинам через коммутационный аппарат. Электропередача содержит число приемных концов более одного. Электропередача может быть снабжена системой автоматического синхронного управления коммутационными аппаратами, установленными по концам электропередачи. Передача электрической энергии имеет характерные режимы, например, максимальный и минимальный режим передачи мощности. В максимальном режиме потери реактивной мощности большие и желательно увеличивать величину зарядной мощности в линии, она будет максимальной при угле фазового сдвига равном 180. В минимальном режиме потери реактивной мощности малые и желательно снижать величину зарядной мощности в линии, она будет минимальной при угле фазового сдвига равном 0. Таким образом,существует необходимость регулирования угла фазового сдвига между векторами напряжений различных цепей для регулирования величины зарядной мощности. В промежуточных режимах необходимо поддерживать некоторое промежуточное значение угла фазового сдвига для получения соответствующего значения зарядной мощности. Технический результат заключается в том, что при переходе с одного угла фазового сдвига напряжений различных цепей на другой не происходит перерыва передачи мощности по ней, а также уменьшена величина шага регулирования угла фазового сдвига. Электропередача отличается тем, что дополнительно введенные обмотки фазосдвигающих трансформаторов с различными группами соединения присоединены к шинам посредством токоограничивающих реакторов с шунтирующими их коммутационными аппаратами. При таком соединении обмоток с шинами, в момент подключения одной обмотки к шинам при включенной другой, возникающие перетоки мощности в контуре, образованном двумя подключенными к шинам обмотками, ограничиваются токоограничивающими реакторами. Уменьшение шага регулирования величины фазового сдвига достигается за счет введения в фазосдвигающие трансформаторы дополнительных обмоток со стороны шин. На фиг. 1 показана электропередача переменного тока, на фиг. 2 векторные диаграммы ее напряжений, на фиг. 3 представлен вариант электропередачи, на фиг. 4 электропередача, у которой число приемных концов равно двум, на фиг. 5 схема дистанционного синхронного управления коммутационными аппаратами. На фиг. 1 показана схема электропередачи, содержащая линию электропередачи, выполненную из двух трехфазных цепей 1 и 2 со сближенными попарно проводами фаз, трехфазные системы шин на передающем 3 и приемном 4 концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам на каждой цепи, они состоят из обмоток 5, 6, 7, 8, соединенных с линией электропередачи посредством коммутационных аппаратов 9, 10, 11, 12, и обмоток 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, соединенных посредством коммутационных аппаратов 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 и токоограничивающих реакторов 45,46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 с шунтирующими их коммутационными аппаратами 57, 58, 59, 60, 61,2 4491 1 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 с шинами. При этом, например, обмотка 13 соединена с шинами посредством коммутационного аппарата 29, токоограничивающего реактора 45 и шунтирующего коммутационного аппарата 57,а обмотка 14 посредством коммутационного аппарата 30. При этом обмотки со стороны шин относительно обмоток со стороны линии имеют группы соединения, приведенные в таблице 1 Таблица 1.обмотки Группа соединения На фиг. 2 показана векторная диаграмма векторов напряжений попарно сближенных одноименных фаз различных цепей электропередачи, представленной на фиг. 1. При этом угол, равный минимальному значению угла фазового сдвига, равен 30. Вектора напряжений 1 и 2 это соответственно напряжения фазы а первой и второй цепи. Величина угла фазового сдвига может быть 30, 60, 90, 120, 150, 180. Возможны режимы работы электропередачи с отстающим 1 и опережающим напряжением 2, с отстающим напряжением 2 и опережающим напряжением 1. На фиг. 3 показана электропередача, а также ее векторные диаграммы, выполненная из двух трехфазных цепей 1 и 2 со сближенными попарно проводами фаз, трехфазные системы шин на передающем 3 и приемном 4 концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам на каждой цепи, они состоят из обмоток 5, 6,7, 8, соединенных с линией электропередачи посредством коммутационных аппаратов 9, 10, 11, 12, и обмоток 13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28, соединенных посредством коммутационных аппаратов 29, 30,32, 33, 34, 36, 37, 38, 40, 41, 42, 44 и токоограничивающих реакторов 45, 47, 48, 50, 51, 53, 54, 56 с шунтирующими их коммутационными аппаратами 57, 59, 60, 62, 63, 65, 66, 68 с шинами. Таким образом, фазосдвигающие трансформаторы со стороны шин имеют по три обмотки, при этом минимальный шаг регулирования угла фазового сдвига 60. Обмотки, установленные со стороны шин, относительно обмоток со стороны линии имеют группы соединения, приведенные в таблице 2 Таблица 2.обмотки Группа соединения На фиг. 4 показана электропередача, у которой число приемных концов равно двум, т.е. электропередача может содержать подстанцию с промежуточным отбором мощности. На втором приемном конце установлены следующие элементы шины 69, два фазосдвигающих трансформатора и коммутационные аппараты. Фазосдвигающие трансформаторы имеют по одной обмотке 70 и 71 соответственно со стороны линии,присоединенные к линии посредством коммутационных аппаратов 72 и 73, и по три обмотки 74, 75, 76 и 77,78, 79 соответственно со стороны шин. Обмотки 74, 75, 76 соединены с шинами посредством коммутационных аппаратов 80, 81, 82 и токоограничивающих екторов 90, 91 с шунтирующими их коммутационными аппаратами 92, 93. При этом обмотки со стороны шин относительно обмоток со стороны линии имеют группы соединения, приведенные в таблице 3 Таблица 3.об 13 14 16 17 18 20 21 22 24 25 26 28 74 75 76 77 78 79 мотки Группа / / / / / / / / / / / / / / / / / / соеди-нения-7 -11 На фиг. 5 показана система автоматического синхронного управления коммутационными аппаратами, установленными по концам электропередачи. Она включает в себя диспетчерский пункт 94 и линии связи 95,96, 97, подходящие к коммутационным аппаратам, которые соединены с шинами 3, 4, 69 соответственно. Электропередача работает следующим образом. В режиме, когда угол фазового сдвига векторов напряжений различных цепей равен 0, создается следующая схема (фиг. 1) включены коммутационные аппараты 9, 10, 11, 12, 29, 57, 33, 60, 37, 63, 41, 66, остальные коммутационные аппараты отключены. Таким образом,подключены обмотки 13,17,21,25 фазосдвигающих трансформаторов. При этом работа электропередачи с углом фазового сдвига равным 0 может осуществляться путем подбора и другой комбинации включенных обмоток фазосдвигающего трансформатора, для названного угла количество таких комбинаций равно четырем. Количество комбинаций включения обмоток для других значений углов 30, 60, 90, 120, 150, будет отличным и равным двум. В случае необходимости перехода на угол, например, 180 производятся следующие действия отключаются коммутационные аппараты 60 и 66, включаются коммутационные аппа 3 4491 1 раты 36 и 44. При этом в контурах, образованных обмотками 17 и 20, а также обмотками 25 и 28, возникают уравнительные перетоки мощности, которые ограничиваются токоограничивающими реакторами 50 и 48 в контуре, образованном обмотками 17 и 20, и реакторами 54 и 56 в контуре, образованном обмотками 25 и 28. Следующим действием является отключение коммутационных аппаратов 33 и 41 и включение коммутационных аппаратов 60, 62, 66, 68 для шунтирования реакторов 48, 50, 54, 56 соответственно. В рассмотренном примере переключений уравнительные перетоки мощности в контуре обмоток ограничиваются двумя реакторами, так как токоограничивающие реакторы установлены в присоединении к шинам каждой из двух обмоток на передающем и двух обмоток на приемном концах, участвующих в операции переключения. Однако в некоторых случаях уравнительные перетоки мощности будут ограничиваться только одним токоограничивающим реактором в каждом контуре, образованном обмотками фазосдвигающих трансформаторов на передающем и приемном концах. Рассмотрим порядок переключений, например, при переходе со значения угла фазового сдвига 0 на угол 60. Режим, который принимается за исходный, при котором угол фазового сдвига равен 0, описан выше. Чтобы перейти к значению угла фазового сдвига 60, необходимо отключить коммутационные аппараты 60 и 66 и включить коммутационные аппараты 34 и 42. При этом возникают перетоки уравнительной мощности в контурах, образованных обмотками 17 и 18 на передающем конце и обмотками 25 и 26 на приемном конце. Они будут ограничиваться токоограничивающими реакторами 48 и 54 соответственно на передающем и приемном концах. Положения коммутационных аппаратов в режимах с различными значениями углов фазового сдвига указаны в таблице 4. Таблица 4. положение коммутационных аппаратов Примечаниеозначает включенное состояние коммутационного аппарата, а - отключенное состояние. Вариантом электропередачи служит электропередача на фиг. 3 и на фиг. 4. Здесь возможна работа с углами фазового сдвига между векторами напряжений различных цепей равными 0, 60, 120, 180. Операции переключений в этой схеме будут идентичными, приведенным для фиг. 1. Операции переключений производятся синхронно на передающем и приемном концах из диспетчерского пункта управления, как это показано на фиг. 5. Использование изобретения позволяет избежать перерыва электроснабжения при переходе с одного значения угла фазового сдвига векторов напряжений различных цепей на другой, а также уменьшить шаг регулирования угла фазового сдвига. Источники информации 1. А.с. СССР 926743, 1982. 2. А.с. СССР 566288, 1977. 1. Электропередача переменного тока, содержащая линию электропередачи, выполненную из двух трехфазных цепей со сближенными попарно проводами фаз, трехфазные системы шин на передающем и по меньшей мере одном приемном концах, фазосдвигающие трансформаторы по ее концам на каждой цепи, обеспечивающие фазовый сдвиг между векторами напряжений различных цепей, причем они состоят из обмотки, соединенной с линией электропередачи, и обмотки, соединенной посредством коммутационного аппарата с шинами, отличающаяся тем, что фазосдвигающие трансформаторы снабжены дополнительными обмотками со стороны шин, которые присоединены к шинам посредством коммутационных аппаратов и токоограничивающих реакторов с шунтирующими их коммутационными аппаратами, причем они имеют различные группысоединения относительно обмотки, подключенной к линии, отличные от группы соединения обмотки, подключенной к шинам через коммутационный аппарат. 2. Электропередача по п.1, отличающаяся тем, что она содержит число приемных концов более одного. 3. Электропередача по п. 1 или по п. 2, отличающаяся тем, что она снабжена системой автоматического синхронного управления коммутационными аппаратами, установленными по концам электропередачи. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.