CS250118B1

CS250118B1 - Electrically balanced line from parallel conductors with high current-carrying capacity

Info

Publication number: CS250118B1
Application number: CS825184A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Knob; Eva Dousova; Vladislav Reimar
Original assignee: Miroslav Knob; Eva Dousova; Vladislav Reimar
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1987-04-16

Description

Elektricky symetrické vedení z paralelních vodičů, s velkou proudovou zatížitelností je vhodné pro přenos velkých střídavých proudů v energetických rozvodech, obvodech elektrických pecí a usměrňovačů. Vedení sestává z vodičů umístěných ve vrcholech pravidelného mnohoúhelníku, vodiče jsou uspořádány po skupinách následné podél obvodu tohoto mnohoúhelníku, v každé skupině je pouze jeden vodič stejné fáze vedení. Tímto uspořádáním vodičů se dosáhne toho, že každým vodičem stejné fáze vedení teče z důvodů prostorového uspořádání vodičů a působení magnetického pole proudů ve vodičích stejný proud co do velikosti i fázového posunu a vedení má malý střídavý odpor, velkou proudovou zatížitelnost a je elektricky symetrické. Vodiče vedení i celé vedení mohou být opatřeny vodivými stíněními.Electrically symmetrical parallel conductors with high current carrying capacity are suitable for the transmission of large alternating currents in power distribution systems, electric furnace circuits and rectifiers. The line consists of conductors located at the apexes of a regular polygon, the conductors being arranged in groups following along the perimeter of the polygon, in each group there is only one conductor of the same phase of the line. This arrangement of conductors ensures that each conductor of the same conductor phase flows the same current in magnitude and phase shift due to the spatial arrangement of conductors and the effect of the magnetic field currents in the conductors and the conductor has low AC resistance, high current carrying capacity and is electrically symmetrical. The conductor conductors as well as the entire conductor may be provided with conductive shields.

Obr. 1Giant. 1

250113250113

5 Ο ί 1 85 1 1 1 8

Vynález řeší elektricky symetrické vedení z paralelních vodičů, s velkou proudovou zatížitelností, pro přenos velkých střídavých proudů.The invention solves an electrically symmetrical line of parallel conductors, with a high current carrying capacity, for transferring large alternating currents.

Pro přenos velkých střídavých proudů se používají vedení z holých, izolovaných a zapouzdřených vodičů s jedním vodičem na fázi, nebo vedení z holých, izolovaných vodičů s několika naralelními vodiči na fázi. Vodiče vedení s jedním vodičem na fázi mají velký příčný průřez, tím malou proudovou zatížitelnost a z důvodů působení magnetického- pole proudů ve vodičích nerovnoměrnou proudovou hustotu v různých částech průřezu a velký střídavý odpor. Tato vedení mají zpravidla provozní impedanci každé fáze jinou — jsou zpravidla elektricky nesymetrické. Vodiči vedení s několika paralelními vodiči na fázi neprochází z důvodů působení magnetického pole proudů ve vodičích stejný proud, tím má takové vedení malou proudovou zatížitelnost a velký střídavý odpor. Tato vedení mají zpravidla provozní impedance každé fáze různé — jsou zpravidla elektricky nesymetrická. V důsledku malé proudové zatížitelnosti vzniká větší spotřeba materiálu pro vedení, z důvodů velkého střídavého odporu vznikají ztráty přednášené elektrické energie, a elektrická nesymetrie má za následek různé úbytky napětí na jednotlivých fázích vedení i při průchodu symetrických proudů.For the transmission of large alternating currents, bare, insulated and encapsulated single conductor wires per phase, or bare, insulated wires with several narralel wires per phase are used. Single-conductor conductors per phase have a large cross-section, thus low current carrying capacity and due to the magnetic current field in the conductors, uneven current density in different parts of the cross-section and high AC resistance. These lines usually have different phase impedances - they are usually electrically unbalanced. Conductors with several parallel conductors per phase do not pass the same current due to the magnetic field of currents in the conductors, so that the conductor has low current carrying capacity and high AC resistance. These lines generally have different operating impedances for each phase - they are usually electrically unbalanced. Due to the low current load, there is a higher consumption of material for the line, due to the high alternating resistance, losses of the presented electrical energy occur, and the electrical unbalance results in different voltage drops on the individual phases of the line even when symmetrical currents pass.

Uvedené nevýhody malé proudové zatížitelnosti a elektrické nesymetrie odstraňuje a nevýhodu velkého střídavého odporu velmi zmenšuje elektricky symetrické vedení z paralelních vodičů, s velkou proudovou zatížitelností podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že fázové vodiče 1, 2, 3, stejného provedení jsou umístěny ve vrcholech pravidelného mnohoúhelníku, k jehož středu je profil každého vodiče orientován ve stejném smyslu, kde vodiče jsou uspořádány ve skupinách ležících následně podél obvodu tohoto mnohoúhelníka, přičemž v každé skupině je pouze jeden vodič každé fáze, pořadí vodičů 1, 2, 3 ve skupině je shodné s pořadím fází proudu a je stejné ve všech skupinách. Všechny vodiče mohou být opatřeny jedním, nebo více vodivými stíněními, umístěnými od středu vodiče v určitých polohách. Stínění jsou stejného provedení a jsou ke středu pravidelného mnohoúhelníku orientovány ve stejném smyslu. Pokud se stínění propojí navzájem, propojí se vždy všechna stínění té samé polohy. Celé vedení může být opatřeno jedním, nebo více vodivými stíněními tvaru válcových mezikruží, umístěnými v určitých polohách nad sebou směrem od středu pravidelného mnohoúhelníku. Osa válcových mezikruží leží ve středu pravidelného mnohoúhelníku. Uprostřed vedení může být umístěna vodívá kruhová válcová konstrukce, nebo vodivá konstrukce tvaru válcového mezikruží (např. nosná konstrukce], je4 jíž osa leží ve středu pravidelného mnohoúhelníku.Said disadvantages of low current carrying capacity and electrical unbalance are eliminated and the disadvantage of large alternating resistance is greatly reduced by the electrically symmetrical line from parallel conductors, with high current carrying capacity according to the present invention, characterized in that phase conductors 1, 2, 3 at the vertices of a regular polygon, to the center of which the profile of each conductor is oriented in the same sense, where the conductors are arranged in groups lying along the perimeter of the polygon, with only one conductor of each phase in each group; it is identical to the current phase sequence and is the same in all groups. All conductors may be provided with one or more conductive shields located from the center of the conductor at certain positions. The shields are of the same design and are oriented in the same direction to the center of the regular polygon. If the shields are connected to each other, all shields of the same position are always connected. The entire guide may be provided with one or more conductive shields in the form of cylindrical annulus, located at certain positions one above the other away from the center of the regular polygon. The axis of the cylindrical annulus lies in the center of the regular polygon. A conductive circular cylindrical structure or a conductive cylindrical ring-shaped structure (e.g., a support structure) whose axis lies in the center of a regular polygon may be located in the center of the guide.

Výhody řešení podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že každým vodičem stejné fáze vedení teče stejný proud co do velikosti i fázového posunu, tím se dosáhne velké proudové zatížitelnosti vedení, zmenší se střídavý odpor vedení a ztráty přenášené elektrické energie, a že každá fáze vedení má stejnou provozní impedanci — vedení je elektricky symetrické. Z důvodů velké proudové zatížitelnosti se docílí menší spotřeby materiálu na vedení, důsledkem elektrické symetrie vedení je potlačení nepříznivých jevů způsobených elektrickými nesymetriemi.Advantages of the solution according to the invention are that each conductor of the same line phase flows the same current in both magnitude and phase shift, thereby achieving a large line current rating, reducing the line resistance and the loss of transmitted electricity, and that each line phase has same operating impedance - the line is electrically symmetrical. Due to the high current carrying capacity, less material consumption on the line is achieved, the electrical symmetry of the line results in suppression of adverse effects caused by electrical unbalances.

Na připojených výkresech jsou zobrazeny příčné řezy dvou příkladů provedení předmětného vedení.The accompanying drawings show cross-sections of two exemplary embodiments of the present guide.

Na obr. 1 je nakresleno trojfázové vedení z vodičů obdélníkového tvaru, se třemi paralelními vodiči na fázi, dvěma stíněními celého vedení a válcovou konstrukcí umístěnou ve středu pravidelného devítiúhelníku.FIG. 1 shows a three-phase conduit of rectangular conductors, with three parallel conductors per phase, two shields of the entire conduit, and a cylindrical structure located in the center of a regular hexagon.

Na obr. 2 je nakresleno trojfázové vedení z vodičů kruhového tvaru, se čtyřmi paralelními vodiči na fázi a jedním stíněním každého vodiče.FIG. 2 shows a three-phase line of circular conductors, with four parallel conductors per phase and one shield of each conductor.

Fázové vodiče 1 fáze LI, fázové vodiče 2 fáze L2, fázové vodiče 3 fáze L3 leží na vrcholech pravidelného devítiúhelníku a jsou (obr. 1) opatřeny prvními vodivými stíněními 4 a druhými vodivými stíněními 5. Celé vedení je opatřeno prvním vodivým stíněním 6 a druhým vodivým stíněním 7. Uprostřed vedení je vodivá kruhová konstrukce 8. Fázové vodiče 1 fáze LI, fázové vodiče 2 fáze L2, fázové vodiče 3 fáze L3 leží podle obr. 2 na vrcholech pravidelného dvanáctiúhelníku a jsou opatřeny vodivými stíněními 4.Phase conductors 1 of phase L1, phase conductors 2 of phase L2, phase conductors 3 of phase L3 lie at the apexes of a regular hexagon and are (Fig. 1) provided with first conductive shields 4 and second conductive shields 5. The phase conductors 1 of the L1 phase, the phase conductors 2 of the L2 phase, the phase conductors 3 of the L3 phase lie at the apexes of the regular 12-triangle as shown in FIG. 2 and are provided with conductive shields 4.

Fázové vodiče 1, 2, 3 jsou umístěny ve vrcholech pravidelného mnohoúhelníku a jsou rozděleny do skupin. Těchto skupin je stejný počet jako paralelních vodičů na fázi. V každé skupině je pouze jeden vodič 1, 2, 3 každé fáze. Pořadí vodičů 1, 2, 3 ve všech skupinách je stejné a jeshodné s pořadím fází proudu. Skupiny vodičů leží následně po obvodu pravidelného mnohoúhelníku. Při tohto uspořádání vodičů 1, 2, 3 se působením magnetického pole proudů ve vodičích 1, 2, 3 dosáhne toho, že každým vodičem 1, 2, 3 stejné fáze vedení teče stejný proud co do velikosti i fázového posunu. Z toho důvodu má vedení velkou proudovou zatížitelnost, malý střídavý odpor a je elektricky symetrické.The phase conductors 1, 2, 3 are located at the apexes of the regular polygon and are divided into groups. These groups have the same number as parallel wires per phase. In each group there is only one wire 1, 2, 3 of each phase. The order of wires 1, 2, 3 in all groups is the same and coincident with the order of the current phases. The groups of conductors lie subsequently around the perimeter of a regular polygon. In this arrangement of conductors 1, 2, 3, the effect of the magnetic field current in conductors 1, 2, 3 is such that each conductor 1, 2, 3 of the same conductor phase flows the same current in both magnitude and phase shift. For this reason, the line has a high current rating, low AC resistance and is electrically symmetrical.

Vedení podle tohoto vynálezu je možné a účelné výhodně použít pro přenos elektrické energie v trojfázové soustavě nízkého, vysokého i velmi vysokého napětí v energetických rozvodech pro přenos velkých střídavých proudů v provedení s holými, izolovanými i zapouzdřenými vodiči. Vedení je rovněž možné a účelné výhodně použít v jednofázových a mnohofázových soustavách, například v 6-ti nebo 12-ti fázové soustavě v obvodech elektrických pecí nebo· usměrňovačů.The line according to the invention can be advantageously and conveniently used for the transmission of electric power in a three-phase system of low, high and very high voltage in power distribution systems for transmission of large alternating currents in bare, insulated and encapsulated conductors. The line can also be advantageously used in single-phase and multi-phase systems, for example in a 6 or 12-phase system in electric furnace or rectifier circuits.

Claims

1. An electrically symmetrical parallel conductor with high current carrying capacity, characterized in that the phase conductors (1, 2, 3) of the same embodiment are located at the apexes of a regular polygon, to the center of which the profile of each conductor is oriented in the same sense. they are arranged in groups lying along the perimeter of the polygon, with only one conductor of each phase in each group, the order of the conductors (1, 2, 3) in the group being identical to the current phase order and the same in all groups.

Conductor of parallel conductors according to claim 1, characterized in that all conductor phase conductors (1, 2, 3) are provided with at least one conductive shield (4, 5) and the shields are placed one above the other from the center of the conductor, wherein the screening in the same position is for all conductors of the same embodiment, and the profile of each screening is oriented in the same direction to the center of the regular polygon.

3. Conductors of parallel conductors according to rolls 1 and 2, characterized in that the individual shields (4, 5) located in the same position are connected to each other.

Conductor of parallel conductors according to Claims 1 to 3, characterized in that the entire conduit is provided with at least one conductive shield (6, 7) in the form of a circular cylindrical ring, the axis of these shields being in the center of a regular polygon.

Conductor of parallel conductors according to Claims 1 to 4, characterized in that a conductive structure (8) in the form of circular cylindrical annulus or circular cylinder is placed in the axis of the regular polygon.