CN106300348A - 一种正弦梯形输电波形及其应用 - Google Patents

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蔡国伟
刘士利
葛维春
王春生
孙刚
李宁
于浩
岳霖
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Economic and Technological Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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Economic and Technological Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks

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  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种正弦梯形输电波形，在交流电压处于极性翻转时段内时，交流电压采用正弦波波形，交流电压的极性和电压值随着同频率同幅值的正弦波同步变化；在交流电压处于稳态时段内时，交流电压的极性和电压值保持不变。本发明还公开了一种正弦梯形输电波形的应用。本发明能够改进现有技术的不足，既避免了方波对设备的冲击，又保证了整个输电波形的有效值远大于标准正弦波的有效值。从而显著提高线路的输送容量。

Description

一种正弦梯形输电波形及其应用
技术领域
本发明涉及电力系统输变电及配电技术领域，尤其是一种正弦梯形输电波形及其应用。
背景技术
近年来随着我国城镇化建设的稳步推进，城市用电需求不断增长，使得原有交流线路的输送能力明显不足。因此，采用新的技术手段增加城市电网的输送容量迫在眉睫。一种方案是新建线路，但由于土地资源紧张、基建实施困难、环保要求高等因素，在城市新建架空线路和地下电缆线路已成为一项极具挑战性的任务。另一种方案是充分利用现有输电走廊，对原有线路进行增容改造，以达到提升线路传输容量的目的。
输电线路的输送能力受多方面因素的限制，如运行方式、无功电压水平、安全裕度以及外部环境因素等。综合考虑各因素。目前，提高输电线路输送容量的技术方案一般有：采用紧凑型输电技术、采用新型导线输电技术、采用柔性交流输电技术、采用同塔多回路输电技术、采用大截面积导线等。上述增容改造方式多是基于传统工频交流输电波形，线路绝缘虽然按电压的峰值设置,但线路容量仍然受制于正弦电压波和电流波的有效值,增容效果不显著。
传统交流电缆线路采用正弦波形进行输电，其传输容量可按下式进行计算，
(1)
其中，UAC.rms为交流线电压有效值；IAC.rms为交流线电流有效值。正弦波形的有效值和其峰值相差倍,如图1所示,图中同时给出了一种交变方波波形,其大小和正弦波峰值相等,周期和正弦周期相同。
根据有效值的定义可知，输电波形越接近方波，其有效值越大，极限状态下的波形就是方波，其有效值为1，此时线路的输送容量最大。但方波极性翻转过程中du/dt趋近无穷大，此时的电气应力是设备无法承受的，因此极性翻转过程中必须限制电压冲击。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种正弦梯形输电波形及其应用，能够解决现有技术的不足，既避免了方波对设备的冲击，又保证了整个输电波形的有效值远大于标准正弦波的有效值。从而显著提高线路的输送容量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种正弦梯形输电波形，在交流电压处于极性翻转时段内时，交流电压采用正弦波波形，交流电压的极性和电压值随着同频率同幅值的正弦波同步变化；在交流电压处于稳态时段内时，交流电压的极性和电压值保持不变。
作为优选，稳态时段大于极性翻转时段。
一种上述正弦梯形输电波形的应用，将正弦梯形输电波形用于输电线路的电能传输中。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：这种正弦梯形波既避免了方波对设备的冲击，又保证了整个输电波形的有效值远大于标准正弦波的有效值。可以在保持原有输电走廊不变的条件下，提高线路输送容量。
附图说明
图1 是背景技术提及的现有交流正弦波以及交流方波的示意图。
图2 是本发明提供的正弦梯形输电波形的示意图。
图3 是本发明试验线路中交流方波的示意图。
图4是本发明试验线路中交流方波引起的电缆中间位置处的过电压的示意图。
图5是本发明试验线路中正弦梯形波的示意图。
图6是本发明试验线路中正弦梯形波引起的电缆中间位置处的过电压的示意图。
具体实施方式
参照图2，一种正弦梯形输电波形，在交流电压处于极性翻转时段t1内时，交流电压采用正弦波波形，交流电压的极性和电压值随着同频率同幅值的正弦波同步变化；在交流电压处于稳态时段t2内时，交流电压的极性和电压值保持不变。
稳态时段t2大于极性翻转时段t1。
一种上述正弦梯形输电波形的应用，将正弦梯形输电波形用于输电线路的电能传输中。
以10km长的空载电缆线路为例，方波和正弦梯形波引起的过电压如下：
1）矩形波周期为1秒，大小为66kV，波形如下图3所示，此种输电方式下，电缆中间位置处的过电压如图4所示，可以看出，矩形波极性翻转时刻，引起的过电压高达200kV。即如果采用矩形波输电，正常运行状态下电缆就要频繁承受3倍过电压的冲击，这是电缆设计所不允许的。另外，如果故障和操作引起的过电压和极性翻转引起的过电压叠加在一起，更是电缆绝缘所不能承受的，因此矩形波输电几乎不可能应用于工程实践。
2）若采用本发明提出的正弦梯形波，周期为1s，大小为66kV，如图5所示，电缆中间位置处的过电压如图6所示，可以看出，极性翻转时刻，正弦梯形波引起的过电压很小，不到70kV，基本可以忽略。因此，正弦梯形波消除了矩形波极性翻转引起的过电压，更具技术优势。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种正弦梯形输电波形，其特征在于：在交流电压处于极性翻转时段（t1）内时，交流电压采用正弦波波形，交流电压的极性和电压值随着同频率同幅值的正弦波同步变化；在交流电压处于稳态时段（t2）内时，交流电压的极性和电压值保持不变。
2.根据权利要求1所述的正弦梯形输电波形，其特征在于：稳态时段（t2）大于极性翻转时段（t1）。
3.一种权利要求1或2所述正弦梯形输电波形的应用，其特征在于：将正弦梯形输电波形用于输电线路的电能传输中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2023297B1 (en) * 2019-06-12 2021-01-21 Univ Delft Tech Method and system for transferring electrical power

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR972578A (fr) * 1947-10-17 1951-01-31 Patelhold Patentverwertung Dispositif pour la modulation de phase, sans distorsion d'impulsions
US4608499A (en) * 1983-02-01 1986-08-26 Silcon Elektronik A/S Power system and power generation method
JPS61293171A (ja) * 1985-06-21 1986-12-23 Fuji Electric Co Ltd サイクロコンバ−タの制御方法
CN101047360A (zh) * 2006-03-14 2007-10-03 通用汽车环球科技运作公司 用于增加交流电机在低频下的转矩输出的方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR972578A (fr) * 1947-10-17 1951-01-31 Patelhold Patentverwertung Dispositif pour la modulation de phase, sans distorsion d'impulsions
US4608499A (en) * 1983-02-01 1986-08-26 Silcon Elektronik A/S Power system and power generation method
JPS61293171A (ja) * 1985-06-21 1986-12-23 Fuji Electric Co Ltd サイクロコンバ−タの制御方法
CN101047360A (zh) * 2006-03-14 2007-10-03 通用汽车环球科技运作公司 用于增加交流电机在低频下的转矩输出的方法和装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2023297B1 (en) * 2019-06-12 2021-01-21 Univ Delft Tech Method and system for transferring electrical power

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