Комбинированное устройство компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на основе управляемого шунтирующего реактора-трансформатора

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено на электрических подстанциях высокого и сверхвысокого напряжения, на которых для регулирования напряжения подводимых воздушных линий электропередачи (ВЛ) требуется компенсация реактивной мощности и стоит задача плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ в сезон гололедообразования. Технический результат изобретения - сокращение оборудования и соответствующее снижение капитальных затрат. Устройство содержит электромагнитную, вентильную и коммутаторную части. Электромагнитная часть выполнена в виде трехфазного шунтирующего реактора-трансформатора (1) с вторичной (управляющей) обмоткой, расщепленной на трехфазные секции (2) и (3). Вентильная часть выполнена в виде трехфазных тиристорных выпрямительных мостов (4) и (5), подключенных к выходам секций (2) и (3) соответственно. Коммутаторная часть устройства включает два однополюсных разъединителя (6) и (7) и два двухполюсных разъединителя (8) и (9). Разъединители (6) и (7) предназначены для закорачивания выходов выпрямительных мостов (4) и (5) соответственно, а разъединители (8) и (9) - для подключения выпрямительных мостов (4) и (5) к проплавляемым проводам и/или тросам ВЛ1 и ВЛ2 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено на электрических подстанциях высокого и сверхвысокого напряжения, на которых для регулирования напряжения подводимых воздушных линий электропередачи (ВЛ) требуется компенсация реактивной мощности и стоит задача плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ в сезон гололедообразования.

Уровень техники

Регулирование напряжения на линии электропередачи осуществляют за счет компенсации ее реактивной мощности, для чего шунтируют линию управляемыми реакторами, функционирующими в качестве регуляторов реактивного тока [Статические компенсаторы реактивной мощности для электрических сетей. Сборник статей, под ред. В.И. Кочкина, Элекс-КМ 2010 г.].

Для плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ обычно применяют специализированные устройства, предназначенные для выполнения этой функции [Щуров А.Н. «Общая схема плавки гололеда в районе электрических сетей на базе дискретно управляемой выпрямительной установки». Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Новочеркасск - 2015. Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.npi-tu.ru/assets/files/full_text_diss/schurov/diss.pdf, свободный (дата обращения 19.06.16).

Применение комбинированных устройств компенсации реактивной мощности и плавки гололеда (при необходимости выполнения обеих функций) позволяет более эффективно использовать оборудование, размещенное на электрических подстанциях, поскольку плавки гололеда на предварительно отключенной ВЛ осуществляют эпизодически (в течение нескольких часов) в гололедоопасный сезон и специализированное оборудование для плавки гололеда бездействует большую часть года, когда нет гололедообразования.

Известны комбинированные устройства, способные использовать для плавки гололеда размещенное на подстанции оборудование компенсатора реактивной мощности за счет переконфигурации его силовой схемы с помощью дополнительно введенных коммутаторов (разъединителей) [RU 2316867, RU 2505898, RU 2376692].

Устройство по патенту RU 2376692 выполнено на основе компенсатора типа СТАТКОМ с полностью управляемыми ключами и помимо понижающего силового трансформатора использует два трехфазных реактора и конденсаторную батарею. Недостаток этого устройства - большой объем оборудования и высокие капитальные затраты.

Устройство по патенту RU 2505898, выполненное на основе подключенного к понижающему силовому трансформатору одного трехфазного шунтирующего реактора, управляемого двунаправленными тиристорными ключами, требует меньшего объема оборудования, однако способно плавить гололед только переменным током, что ограничивает длину проплавляемого участка ВЛ из-за потерь на индуктивном сопротивлении проводов.

В качестве прототипа выбрано свободное от этого недостатка комбинированное устройство плавки гололеда и компенсации реактивной мощности [RU 2316867].

Прототип содержит электромагнитную, вентильную и коммутаторную части, при этом электромагнитную часть образуют питающий трехфазный силовой трансформатор и подключенные к его вторичным обмоткам шунтирующие реакторы. Электромагнитная часть вместе с тиристорами, образующими вентильную часть, обеспечивает работу устройства в режиме компенсации реактивной мощности и частично используется в режиме плавки гололеда. Вентильная часть обеспечивает регулирование тока в обоих режимах работы, а коммутаторная часть меняет конфигурацию схемы при смене режимов.

Недостаток прототипа - большой объем оборудования электромагнитной части (трехфазный питающий трансформатор и две трехфазные группы реакторов) и коммутаторной части (семь трехполюсных разъединителей).

Раскрытие сущности изобретения

Прототип построен на основе схемы статического тиристорного компенсатора (СТК) реактивной мощности, регулирующего реактивную составляющую тока с помощью тиристорно-реакторной группы.

Известен другой тип компенсатора реактивной мощности - компенсатор на основе УШРТ - управляемого шунтирующего реактора-трансформатора [RU 2065654, RU 2478236, RU 123598], конструкция которого обеспечивает высокую индуктивность рассеяния его вторичных обмоток, расщепленных на секции и выполняющих функции шунтирующих реакторов, управляемых тиристорами, подключенными по схеме «звезда» или «треугольник». Комбинированных устройств на основе такого компенсатора, обеспечивающих его переконфигурацию в режим плавки гололеда, в настоящее время неизвестно.

Предметом изобретения является комбинированное устройство для компенсации реактивной мощности и плавки гололеда, содержащее электромагнитную, вентильную и коммутаторную части, отличающееся тем, что электромагнитная часть выполнена в виде трехфазного управляемого шунтирующего реактора-трансформатора с трехфазной вторичной обмоткой, расщепленной на две секции, вентильная часть - в виде подключенных к выходам указанных секций трехфазных выпрямительных мостов на тиристорах, а коммутаторная часть - в виде двух однополюсных и двух двухполюсных разъединителей, предназначенных для закорачивания выходов каждого из указанных мостов и для подключения их к ВЛ соответственно.

Технический результат изобретения - сокращение оборудования и соответствующее снижение капитальных затрат.

Развитие изобретения состоит в том, что одна из указанных секций трехфазной вторичной обмотки соединена в звезду, а другая - в треугольник.

Это позволяет снизить уровень высших гармоник, генерируемых устройством в питающую сеть.

Осуществление изобретения с учетом его развития

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство содержит электромагнитную, вентильную и коммутаторную части. Электромагнитная часть выполнена в виде трехфазного шунтирующего реактора-трансформатора 1 с вторичной (управляющей) обмоткой, расщепленной на трехфазные секции 2 и 3. Вентильная часть выполнена в виде трехфазных тиристорных выпрямительных мостов 4 и 5, подключенных к выходам секций 2 и 3 соответственно. Схема вентильной части изменена по сравнению с известным из патента RU123598 компенсатором на УШРТ, в котором к выходам секций расщепленных обмоток подключены тиристоры, собранные по схеме «звезда» или «треугольник». Коммутаторная часть устройства включает два однополюсных разъединителя 6 и 7 и два двухполюсных разъединителя 8 и 9. Разъединители 6 и 7 предназначены для закорачивания выходов выпрямительных мостов 4 и 5 соответственно, а разъединители 8 и 9 - для подключения выпрямительных мостов 4 и 5 к проплавляемым проводам и/или тросам ВЛ1 и ВЛ2 соответственно.

Кроме того, на чертеже показан блок 10, управляющий вентилями мостов 4 и 5.

Комбинированное устройство работает следующим образом.

Трехфазный реактор-трансформатор 1 подключен первичной обмоткой к питающей линии 11, на которой регулируется напряжение путем компенсации реактивной мощности. Фазы первичной обмотки реактора-трансформатора 1 могут быть соединены в треугольник или в звезду с заземленной нейтралью.

В режиме компенсации реактивной мощности двухполюсные разъединители 8 и 9 разомкнуты, а однополюсные разъединители 6 и 7 замкнуты.

Подключенные к секциям 2 и 3 выпрямительные мосты 4 и 5 в результате закорачивания их выходов разъединителями 6 и 7 собраны в схему «звезда» и регулируют импеданс реактора-трансформатора 1, шунтирующий линию 11, под управлением блока 10, аналогично тиристорным управляющим ключам компенсатора на УШРТ [RU 123598].

В режиме плавки гололеда однополюсные разъединители 6 и 7 разомкнуты, а двухполюсные разъединители 8 и 9 замкнуты и подключают проплавляемые провода и/или тросы ВЛ1 и ВЛ2 к выходам мостов 4 и 5. В этом режиме выпрямительные мосты 4 и 5 под соответствующим управлением блока 10 регулируют токи плавки, разделяя между ВЛ1 и ВЛ2 мощность реактора-трансформатора 1.

Возможен комбинированный режим работы установки, в котором один из мостов, например 4, закорочен однополюсным разъединителем 6, а другой, например 5, подключен к ВЛ2 двухполюсным разъединителем 9. При этом блок 10 управляет тиристорами мостов 4 и 5, обеспечивая компенсацию реактивной мощности и плавку гололеда с соответствующим распределением мощности реактора-трансформатора 1.

Во всех режимах работы предлагаемой установки токи ограничиваются за счет высокой индуктивности рассеяния секций 2 и 3 расщепленных обмоток реактора-трансформатора 1 без использования дополнительных токоограничивающих реакторов.

Одна из трехфазных секций 2 и 3 и может быть соединена в «звезду», а другая - в «треугольник». Это позволяет практически полностью исключить поступление в линию 11 гармоник с номерами 6⋅(2n-1)±1 (где n - натуральное число). Суммарный показатель гармонических искажений THD (Total Harmonic Distortion) не превышает 2%.

Как видно из вышеизложенного, в заявляемом устройстве нет необходимости в дополнительном (помимо реактора-трансформатора 1) реакторном оборудовании, а требуемое количество коммутаторного оборудования значительно уменьшено (в прототипе для плавки гололеда на одной ВЛ используется семь трехполюсных разъединителей, а в заявляемом устройстве для одновременной или поочередной плавки гололеда на двух ВЛ - два однополюсных и два двухполюсных разъединителя).

1. Комбинированное устройство для компенсации реактивной мощности и плавки гололеда, содержащее электромагнитную, вентильную и коммутаторную части, отличающееся тем, что электромагнитная часть выполнена в виде трехфазного управляемого шунтирующего реактора-трансформатора с трехфазной вторичной обмоткой, расщепленной на две секции, вентильная часть - в виде подключенных к выходам указанных секций трехфазных выпрямительных мостов на тиристорах, а коммутаторная часть - в виде двух однополюсных и двух двухполюсных разъединителей, предназначенных для закорачивания выходов каждого из указанных мостов и для подключения их к воздушным линиям электропередачи соответственно.

2. Устройство по п. 1, в котором одна из секций трехфазной вторичной обмотки соединена в звезду, а другая - в треугольник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ.

Область использования: изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети.

Область использования: изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности настройки дугогасящих реакторов (ДГР), достоверности результата измерений и расширение области применения.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении стали в электродуговых печах с регулированием показателей фликера. В способе создают посредством запоминающего устройства банк данных по фликеру, в котором сохраняются временные динамики моментального фликера (MF) в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством регистрирующего устройства измерение временной динамики MF во время начальной фазы расплавления и определяют имеющие к ней отношение характеристики состояния и рабочие характеристики, выполняют посредством вычислительного устройства сравнение измеренных временных динамик MF во время начальной фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством вычислительного устройства выбор временной общей динамики с максимальным совпадением MF, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной общей динамики фликера, выполняют посредством управляющего устройства упреждающее динамическое согласование дальнейшего управления процессом производства стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности обмена мощностью между сетью энергоснабжения и нагрузкой.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение коэффициента мощности км электровоза до экстремально высоких значений.

Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию, а именно может быть использовано для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей установок электроцентробежных насосов.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в мощных высоковольтных устройствах плавного пуска. Техническим результатом предложенного изобретения является значительное повышение надежности при одновременном снижении затрат на его производство.

Использование: для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Технический результат - повышение эффективности управления.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности и надежности определения наличия и измерения толщины ледяных отложений на проводах ЛЭП.
Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – повышение эффективности и расширение области применения противогололедной защиты.

Использование: в области электроэнергетики для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Технический результат - повышение эффективности удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - увеличение длины проводов или тросов, на которых можно осуществить плавку гололеда.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - сокращение времени плавки гололеда на проводах воздушной линии электропередачи и снижение расхода электроэнергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение качества и производительности.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности и надежности обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе.

Изобретение относится к противообледенительным покрытиям линий электропередач. Способы и системы для формирования пьезоэлектрических покрытий на кабелях линии электропередачи, использующие золь-гель материалы. Кабель может быть подан через емкость с золь-гель материалом, содержащим пьезоэлектрический материал, с получением неотвержденного слоя на поверхности кабеля. Слой затем отверждают, используя, например, инфракрасное, ультрафиолетовое и/или другие типы излучения. Кабель может быть подвешен в системе нанесения покрытия таким образом, что неотвержденный слой не касается каких-либо компонентов системы, пока слой соответственно не отвержден. Пьезоэлектрические характеристики отвержденного слоя могут быть тестированы в системе, чтобы обеспечить регулирование с обратной связью. Отвержденный слой, который может упоминаться как пьезоэлектрическое покрытие, вызывает резистивное нагревание на наружной поверхности кабеля во время вибрации кабеля из-за передачи переменных токов и из-за факторов окружающей среды. Изобретение позволяет упростить удаление льда на линиях. 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено на электрических подстанциях высокого и сверхвысокого напряжения, на которых для регулирования напряжения подводимых воздушных линий электропередачи требуется компенсация реактивной мощности и стоит задача плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ в сезон гололедообразования. Технический результат изобретения - сокращение оборудования и соответствующее снижение капитальных затрат. Устройство содержит электромагнитную, вентильную и коммутаторную части. Электромагнитная часть выполнена в виде трехфазного шунтирующего реактора-трансформатора с вторичной обмоткой, расщепленной на трехфазные секции и. Вентильная часть выполнена в виде трехфазных тиристорных выпрямительных мостов и, подключенных к выходам секций и соответственно. Коммутаторная часть устройства включает два однополюсных разъединителя и и два двухполюсных разъединителя и. Разъединители и предназначены для закорачивания выходов выпрямительных мостов и соответственно, а разъединители и - для подключения выпрямительных мостов и к проплавляемым проводам иили тросам ВЛ1 и ВЛ2 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх