Способ передачи мощности по линии электропередачи

 

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ ПО ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, на подстанциях .которой установлены автотрансформаторы и емкостные и индуктивные элементы , при котором при устойчивом однофазном повреждении отключают поврежденную фазу линии от шин примыкающих подстанций, контролируют передаваемую по линии мощность, компенсируют ГОКИ нулевой последовательности емкостными элементами, включенными в рассечку обмоток низкого напряжения автотрйнсформаторов, снимают токи обратной последовательности, отключая индуктивные элементы от фаз электропередачи , опережающей поврежденную ни отправном конце и отстающей от нее на приемном конце, и изменяя реактивные проводимости индуктивных элементов на фазах, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, Отличающи йс я тем что, с целью минимизации токов обратной последовательности при изменении передаваемой мопщости от нуля до максимально возможной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи, реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, изменяют по зависимости ц Хо ХлэФ DPJAr-iUi- ZXj (U) bp,,-проводимость элементов, где подключенных к фазам электропередачи , опережающей, поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце; 0реактивное сопротивление линии по нулевой последовательности; r 9 N9 реактивное сопротивление линии прямой последователь:о ности; Nd X -«-ZXo X Xj, - эквивалентное 1 сопротивление линий рреактивная мощность,, передаваемая по неповрежденным фазам линии; . и - линейное напряжение прямой последовательности на шинах подстанций неполнофазной -ЛИНИИ, и дополнительно изменяют реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных на обеих примыкающих подстанциях к фазе электропереда и.

„Я0„„.11 2324 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зар Н 02 J 3/26 В фО ь,-, 1; р., ОпиюАние изОБРетениф ":

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ к авто *скво свидетнъствм

ZA X, ХмP

Х(Х ХХд (U) где (21) 3582334/24-07. (22) 22.04.83. (46) 30.12.84. Бюл. У 48 (72) А.А.Калюжный, М.Л.Левинштейн и И.И.Хорошев (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 690587, кл. Н 02 .Т 3/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3490694/07, кл. Н 02 J 3/00, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР

К 615679, кл. Н 02 3 3/26, 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ ПО

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, на подстанциях .которой установлены автотрансформаторы и емкостные и индуктивные элементы, при котором при устойчивом однофазном повреждении отключают поврежденную фазу линии от шин примыкающих подстанций, контролируют передаваемую по линии мощность, компенсируют токи нулевой последовательности емкостными элементами, включенными в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов, снимают токи обратной последовательности, отключая индуктивные элементы от фаз электронередачи, опережающей поврежденную на отправном конце и отстающей от нее на приемном конце, и изменяя реактивные проводимости индуктивных элементов На фазах, опережающей поврежлеиную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью минимизации токов обратной последовательности при изменении передаваемой мощности от нуля до максимально возможной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи, реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, изменяют по зависимости проводимость элементов, подключенных к фазам элект- g ропередачй, опережающей. . поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце; реактивное сопротивление линии по нулевой последовательности; реактивное сопротивление линии прямой последовательности;

Х4+ 2 Хо х =х„- -- ---- — эквивалентное и», м+х сопротивление линий

P — реактивная мощность, передаваемая по неповрежденным фазам линии;.

U — - линейное напряжение прямой фр, последовательности на шинах подстанций неполнофазной

-линии и дополнительно изменяют реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных на обеих примыкающих подстанциях к фазе электропередачи, где (— проводимость элементов, подключенных к фазе электроодноименной с симости

ЗХо

)fq (Х +2 Хо)

4 Ь! -Ь4

1132324 поврежденной, по завипередачи, одноименной с поврежденной, на обеих подстанциях неполнофазной линии;

Ь - эквивалентная емкостная проводимость линии по прямой последовательности; бо- эквивалентная емкостная проводимость линии по нулевой последовательности.

Ф

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линиям электропередачи (ВЛ) высокого напряжения.

Известен способ передачи мощности в неполнофазном режиме линии электро- 5 передачи с шунтирующими реакторами, основанный на отключении двух из трех шунтирующих реакторов на приемном и передающем концах электропередачи (1J . 10

Однако степень компенсации токов обратной последовательности в генераторах приемной и передающей систем оказывается малой, что ограничивает величину передаваемой мощности по иеполнофазной линии. Кроме того, данный способ не обеспечивает компенсацию токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к неполнофазной линии.

Известно также устройство для обеспечения погасания дуги подпитки в режиме паузы однофазного автомати- . ческого повторного включения (ОАПВ), содержащее конденсаторную батарею, 25 включенную в обмотку низкого напряжения автотрансформатора и зашунтированную выключателем. указанное устройство может быть использовано

s длительном неполнофаэном режиме З0

ВЛ для компенсации, токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к неполнофазной линии Г2)

Недостаток устройства состоит в том, что сопротивление конденсаторной батареи принято равным реактивному сопротивлению ветви намагничивания автотрансформатора. Подключение и рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформатора конденсаторной батареи с указанным реактивным соп2 ротивлением не обеспечивает полной компенсации токов нулевой последо- вательности, Причем подключение в контур обмотки низкого напряжения автотрансформатора конденсаторной батареи может, привести к появлению недопустимо высокого уровня токов обратной последовательности в нагрузке, подключенной к указанной обмотке автотрансформатора. Кроме того, использование. указанного устройства в длительных неполнофаэных режимах не обеспечивает компенсации токов обратной последовательности, что существенно or" раничивает величину передаваемой мощности по неполнофазной линии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ. передачи мощности по неполнофазной линии, осуществляемый при переводе линии электропередачи с. шунтирующими реакторами в неполнофазный режим, при котором отключают поврежденную фазу и изменяют реактивные проводимости фаз линии путем отключения фаз шунтирующих реакторов от повреждеиной и отстающей от нее фазы линии на приемном конце электропередачи и подключения отключенных фаз реактора к опережающей фазе линии 133 .

Этот способ обеспечивает большую пропускную способность неполнофазной линии по условию допустимости величин токов обратной последовательности для генераторов приемной системы по сравнению с аналогами. Недостаток этого способа состоит в том, что, подключая реактивные проводимости к фазе, опережающей поврежденную на приемном конце линии, и к

1132324 4 подстанциях которой установлены автотрансформаторы и емкостные и индук-. тивные элементы, при котором при устойчивом однофазном повреждении отключают поврежденную фазу линии от шин примыкающих подстанций, контролируют передаваемую по линии мощность,. компенсируют токи нулевой последовательности емкостными элементами, 1р включенными в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов, снижают токи обратной последовательности, отключая индуктивные элементы от фаз электропередачи, опережающей поврежденную на отправном конце и отстающей от нее на приемном конце, и ! изменяя реактивные проводимости индуктивных элементов на фазах, опережающей поврежденную на приемном в 2р конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, изменяют по зависимости гМЗ Xä l+P <,.

Х1 (К1+ХЦ И) Ь1, = где

Хо

Х1Х1 +2ХО

Х1 ХО фазе, отстающей от поврежденной на отправном конце линии, невозможно скомпенсировать токи обратной последовательности в примыкающих системах если величина передаваемой по линии мощности превышает 25-30Х натуральной мощности линии. Для обеспечения компенсации токов обратной последовательности при больших величинах передаваемой мсицности по неполнофазной линии необходимо дополнительно подключать реактивные проводимости к другим фазам электропередачи.

Недостаток указанного способа заключается в том, что подключение к соответствующим фазам электропередачи реактивностей с неизменными проводимостями обеспечивает компенсацию токов обратной последовательности в примыкающих системах только узком диапазоне передаваемых мощностей. При изменении величины передаваемой но неполнофазной линии мощности величины токов обратной последовательности s примыкающих системах могут превысить свои допустимые значения. Для обеспечения допустимого уровня несимметрии при передаче мощности от нуля до максимально воз.можной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи необходимо изменять проводимости подключенных реактивностей в зависимости от величины передаваемой мощности.

Кроме того, недостаток этого способа состоит в том, что фазы реакто35 ров, соединенные параллельно и подключенные к одной из фаз линии, являются генераторами токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к неполнофазной линии.

Токи нулевой последовательности, протекая по указанным присоединениям, могут вызывать ложное срабатывание релейных защит присоединений и их отключения при отсутствии аварии.

Цель изобретения — обеспечение передачи мощности от нуля до максимально возможной в неполнофазном режиме работы линии электропередачи . при условии компенсации токов нулевой.последовательности путем минимизации токов обратной последовательности во всем диапазоне передаваемых мощностей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передачи мощ,ности по линии электропередачи, на проводимость элементов, подключенных к фазам электропередачи, опережающей поврежденную на приемном конце электропередачи

I и отстающей от нее на отправном конце; реактивное сопротивление линии по нулевой последовательности; реактивное сопротивление линии по прямой последовательности

Р— активная мощность, передаваемая по не поврежденным фазам линии;

U — - линейное напряжение прямой последовательности на шинах подстанции неполнофаэной линии, и дополнительно изменяют реактивные проводимости индуктивных элементов, подключенных на обеих примыкающих подстанциях к фазе электропередачи, 1132324 одноименной с поврежденной, по зависимости

3Xo,Ã iP) (ëýÐ 1 ЙХлэР1+ (2) где be проводимость элементов, подключенных к фазе электропередачи, одноименной с поврежденной на обеих под- станциях неполнофазной линии

b1- эквивалентная емкостная проводимость линии по прямой последовательности; !

7о- эквивалентная емкостная проводимость линии по нулевой последовательности.

Передача мощности в неполнофазном режиме, обеспечиваемая минимизацией токов обратной последовательности, может быть определена только при. условии одновременной компенсации токов нулевой последовательности в присоединениях, примыкающих к неполнофазной линии. В противном случае величина мощности, передаваемой по неполнофазной линии, будет существен -30 ио ограничена уровнем токов нулевой последовательности в примыкающих присоединениях. Компенсация токов нулевой последовательности достигается путем подключения в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов, установленных на подстанциях неполнофазной линии, конденсаторных батарей, суммарное емкостное сопротивленне которых равно по вели- 40 чине утроенному реактивному сопротивлению обмотки низкого напряжения автотрансформатора. Подключение конденсаторных батарей с указанным емкостным сопротивлением приводит к 45 такому перераспределению токов нулевой последовательности, генерируемых неполнофазной линией и реактивностями, когда их большая часть замыкается в обмотках низкого напряжения.автотран-M сформаторов и не падает в примыкающие присоединения. При этом происходит полная компенсация токов нулевой последовательности в присоединениях, подключенных к обмоткам среднего напряжения автотрансформаторов, и снижение величин токов нулевой последовательности до длительно допустимых в присоединениях, непосредственно подключенных к шинам, питающим неполнофазную линию.

Если к обмоткам низкого напряжения автотрансформатора подключена нагрузка, то при подключении емкостей в рассечку указанных обмоток в нагрузке могут появиться недопустимые по величине токи обратной поеледовательности.

Для исключения токов обратной последовательности в нагрузке, в рассечку между каждыми двумя обмотками низкого напряжения автотрансформатора следует подключать конденсаторные батареи с одинаковым емкостным сопротивлением. Сопротивление каждой конденсаторной батареи равно по величине реактивному сопротивлению обмотки низкого напряжения автотрансформатора.

Подключение конденсаторных батарей в треугольник автотрансформатора в неполнофазном режиме приводит к уменьшению суммарного сопротивления электропередачи по нулевой последовательности..При этом уменьшаются величины токов обратной последовательности, протекающих по электропередаче в неполнофазном режиме работы линии, что облегчает минимизацию указанных токов, Минимизация токов обратной последовательности осуществляется путем изменения проводимостей реактивностей

bp< и Ьр в соответствии с соотношениями (1) и (2). При этом вектора токов обратной последовательности, потребляемых реактивностями с проводимостями bp1 и bpg, равны по модулю токам обратной последовательности по концам неполнофазной линии и имеют такие фазы, что вектора токов обратной последовательности в примыкающих соединениях равны нулю.

Минимизация токов обратной после-. довательности может быть осуществлена как на электропередачах, оснащенных управляемыми источниками реактивной мощности (ИРИ): статическими тиристорными компенсаторами, регулируемыми реакторами, так и на электропередачах, оснащенных обычными шунтирующими реакторами. Если электропередача оснащена ИРМ, то непрерывное изменение их проводимостей bp1 и bpp в соответствии е соотношениями (1) .и (2) в неполнофазном режиме работы линии электропередачи может быть

1132324 реализовано с помощью системы управления ИРМ.

При установке на электропередаче шунтирующих реакторов минимизацию токов обратной последовательности 5 можно обеспечить, если предусмотреть воэможность отключения фаз реакторов от фаз электропередачи и подключения отключаемых фаз к фазам электропере,дачи, опережающей поврежденную на 10 приемном конце электропередачи и отстающей от нее на отправном конце, а также в фазе электропередачи, одноименной поврежденной на обеих примыкающих подстанциях. Проводи- 15 мости фаз реакторов,.подключенных к указанным фазам электропередачи, изменяют дискретно, варьируя числом подключенных реакторов. Изменение числа подключенных фаз реакторов 20 осуществляют в зависимости от величины передаваемой активной мощности таким образом, чтобы проводимости фаз реакторов, подключенных к указанным фазам электропередачи, минималь- 25 но отличались от величин проводимостей реактивностей bp) и bpy, определенных согласно соотношениям (1) и (2), во всем диапазоне переда.ваемых мощностей..При этом обеспечи- эо вается минимизация токов обратной последовательности в системах, при.мыкающих к неполнофаэной линии.

Изменение числа фаз реакторов в зависимости от величины передаваемой мощности производится по результатам сравнения передаваемой мощности с уставками, определенными из условия минимизации токов обратной последовательности в примыкающих системах. 40

На фиг. 1 представлена схема электропередачи, в которой реализуется предлагаемый способ передачи мощности; на фиг. 2 — изменения схемы подключения реакторов к отправному 45 концу электропередачи в неполнофазном режиме линии в зависимости от передаваемой по линии активной мощности.

Схема электропередачи содержит линию 1, включенную к трехфазным шинам 2 и 3 через линейные выключатели 4. Шины 2 связаны с отправной системой 5, а шины 3 — с приемной системой 6 через трехобмоточные автотрансформаторы 7. К шинам 2 примыкает55 линия 8, а к шинам 3 †. линия 9. По концам линий 1, 8 и 9, примыкающим к.шинам 2 и 3, соответственно установлены шунтирующие реакторы 10, подключенные через фазные выключатели 11 и разъединители 12.

Разъединители 13, обеспечивающие переключение фаз реакторов на соседние фазы линии, включаются между выключателями 11 и разъединителями 12.

Разъединители 14, обеспечивающие переключение фазы реактора от фазы линии на одноименную фазу шин подстанции, включаются между разъединителями

12 и разъединителями 13. В рассечку между каждыми двумя обмотками низкого напряжения 15 автотрансформаторов 7 включена конденсаторная батарея 16. Все конденсаторные батареи 16 шунтированы .в нормальном режиме выклю чателями 17.

Способ передачи мощности в неполнофазном режиме работы линии электропередачи осуществляется следующим образом. При повреждении фазы, например А ее отключают с обеих сторон выключателями 4. Линию 1 разгружают до допустимой величины активной мощности. Отключают выключатели 17, шнтирующие конденсаторные батареи 16, которые включены в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформато" ров 7. Измеряют активную мощность P передаваемую по линии 1, производят .сравнение передаваемой мощности P c уставками мощности, определенными из условия мийимизации тока обратной последовательности и по результатам сравнения изменяют число фаз реакторов, подключенных к фазам электропередачи, посредством коммутации выключателей и разъединителей (фиг. 2) .

При включении .в рассечку обмоток низкого напряжения автотрансформаторов конденсаторных батарей, перекоммутации фаз.двух реакторов на каждом из .концов электропередачи и изменении проводимостей фаз реакторов, подключенных к соответствующим фазам электропередачи, в зависимости от величины мощности, по неполнофазной линии можно передать активную мощность, равную 0,48 Рибт, при доспустимом токе обратной последовательности в генераторах примыкающих систем. Суммарная реактивная мощность конденсаторных батарей, подключаемых в рассечку третичных обмоток автотрансйорматоров, при передаче

1132324

10 0,48 Р„о по двум фазам составляет (на один автотрансформатор) 0,03 Рот .

Использование данного 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.

1132324

Составитель К. Хосциан

Редактор А. Долинич Техред О.Неце Корректор С.шекмар

Заказ 9801/42 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, 4