RU124067U1

RU124067U1 - INSTALLATION FOR HUNGER HEATING AND REACTIVE POWER COMPENSATION

Info

Publication number: RU124067U1
Application number: RU2012126025/07U
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Сташинов; Юрий Степанович Корнев; Владислав Викторович Конопелько
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс"); Закрытое акционерное общество "ЭнергоПроект" (ЗАО "ЭнергоПроект")
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-01-10

Abstract

1. Установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, содержащая первый трехфазный мостовой преобразователь на полностью управляемых вентилях, конденсаторную батарею на стороне постоянного тока, первый трехполюсный разъединитель и реакторную группу на стороне переменного тока, отличающаяся тем, что введен второй трехфазный мостовой преобразователь на полностью управляемых вентилях, выводы которого по постоянному току соединены с конденсаторной батареей, а трехфазные выводы через второй трехполюсный разъединитель подключены к трехфазным выводам первого преобразователя и соединены с контактами третьего трехполюсного разъединителя, предназначенного для подключения к проводам линии электропередачи.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реакторная группа выполнена в виде двух последовательно соединенных трехфазных дросселей, параллельно одному из которых подсоединен дополнительно введенный четвертый трехполюсный разъединитель.1. Installation for smelting ice and reactive power compensation, comprising a first three-phase bridge converter on fully controllable valves, a capacitor bank on the DC side, a first three-pole disconnector and a reactor group on the AC side, characterized in that a second three-phase bridge converter on completely controlled valves, the DC terminals of which are connected to a capacitor bank, and the three-phase terminals through the second three-pole disconnector under lyucheny to three-phase inverter and the first terminals are connected to the contacts of the third three-pole disconnector intended for connection to wires elektroperedachi.2 line. Installation according to claim 1, characterized in that the reactor group is made in the form of two series-connected three-phase reactors, parallel to one of which is connected an additionally introduced fourth three-pole disconnector.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована на высоковольтных подстанциях, требующих применения устройств для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередач (ВЛ) и компенсации реактивной мощности.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in high-voltage substations that require the use of devices for melting ice on wires of overhead power lines (VL) and reactive power compensation.

Уровень техникиState of the art

Известны комбинированные установки для управляемой плавки гололеда на проводах ВЛ и компенсации реактивной мощности, выполненные на основе трехфазного мостового преобразователя на полностью управляемых вентилях (пат RU №2376692; опубл. 20.12.2009).Known combined installations for controlled ice melting on overhead lines and reactive power compensation, made on the basis of a three-phase bridge converter with fully controllable valves (Pat RU No. 2376692; publ. 20.12.2009).

Преобразователь содержит три плеча на последовательно соединенных полностью управляемых вентилях. При реализации синхронного статического компенсатора (СТАТКОМа) преобразователь по переменному току через первый трехполюсный разъединитель и реакторную группу из двух трехфазных дросселей подключен к трехфазной обмотке силового трансформатора, а к выходу постоянного тока преобразователя подсоединена конденсаторная батарея, выполняющая функции источника постоянного напряжения.The converter contains three arms on series-connected fully controllable valves. When implementing a synchronous static compensator (STATCOM), an alternating current converter through the first three-pole disconnector and a reactor group of two three-phase inductors is connected to a three-phase winding of the power transformer, and a capacitor bank acting as a constant voltage source is connected to the DC output of the converter.

При плавке гололеда преобразователь переводят из режима компенсации в режим управляемого выпрямителя, с подключением к его выходу проводов ВЛ, на которой производят плавку гололеда постоянным током.When melting ice, the converter is transferred from the compensation mode to the controlled rectifier mode, with the overhead wires connected to its output, on which the ice is melted with direct current.

Достоинством применения постоянного тока является возможность плавки гололеда на линиях большой протяженности, т.к. величина тока ограничивается только активной составляющей проводов ВЛ.The advantage of using direct current is the ability to melt ice on long lines, because the current value is limited only by the active component of the overhead lines.

При использовании в качестве источника питания управляемого выпрямителя обычно применяют вариант подключения «провод - два провода». Вначале к выходу выпрямителя подключают цепь, образованную одним из проводов линии и двумя другими проводами, соединенными в параллель. По окончании плавки гололеда на первом проводе на его место подключают второй, а затем третий провод. Однако при этом существенно усложняется организация плавки гололеда, увеличивается время плавки, требуется размещение большого количества дополнительной коммутационной аппаратуры на обоих концах линии с периодическими переключениями ее в процессе плавки.When using a controlled rectifier as the power source, the “wire-two-wire” connection option is usually used. First, a circuit formed by one of the wires of the line and two other wires connected in parallel is connected to the output of the rectifier. At the end of the ice melting on the first wire, a second and then a third wire is connected in its place. However, this significantly complicates the organization of ice melting, increases the melting time, requires the placement of a large number of additional switching equipment at both ends of the line with its periodic switching during the melting process.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническим эффектом полезной модели является упрощение организации и сокращение продолжительности процесса плавки гололеда посредством комбинированной установки с одновременным уменьшением количества дополнительного коммутационного оборудования на ВЛ.The technical effect of the utility model is to simplify the organization and reduce the duration of the ice melting process through a combined installation while reducing the number of additional switching equipment on the overhead line.

Для достижения указанного эффекта в установку введен второй трехфазный мостовой преобразователь на полностью управляемых вентилях, выводы постоянного тока которого соединены с конденсаторной батареей, а трехфазные выводы через второй трехполюсный разъединитель подключены к трехфазным выводам первого преобразователя и соединены с контактами третьего трехполюсного разъединителя, предназначенного для подключения к проводам ВЛ.To achieve this effect, a second three-phase bridge converter with fully controllable valves has been introduced into the installation, the DC terminals of which are connected to a capacitor bank, and the three-phase terminals are connected to the three-phase terminals of the first converter through the second three-pole disconnector and connected to the contacts of the third three-pole disconnector, designed to be connected to wires of overhead lines.

Суть полезной модели поясняется чертежом на фиг.1.The essence of the utility model is illustrated by the drawing in figure 1.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Установка содержит первый трехфазный мостовой преобразователь 1 на полностью управляемых вентилях, конденсаторную батарею 2 на стороне постоянного тока, первый трехполюсный разъединитель 3 и реакторную группу 4, 5 на стороне переменного тока.The installation comprises a first three-phase bridge converter 1 on fully controllable valves, a capacitor bank 2 on the DC side, a first three-pole disconnector 3 and a reactor group 4, 5 on the AC side.

К конденсаторной батарее 2 подключены выводы постоянного тока второго трехфазного мостового преобразователя 6 на полностью управляемых вентилях. Трехфазные выводы преобразователя 6 через второй трехполюсный разъединитель 7 подключены к трехфазным выводам преобразователя 1 и соединены с контактами третьего трехполюсного разъединителя 8, предназначенного для подключения к проводам ВЛ. Сигналы управления состоянием управляемых вентилей преобразователей формируются устройством управления 10.The capacitor bank 2 is connected to the DC terminals of the second three-phase bridge converter 6 on fully controllable valves. The three-phase terminals of the converter 6 through the second three-pole disconnector 7 are connected to the three-phase terminals of the converter 1 and connected to the contacts of the third three-pole disconnector 8, intended for connection to the overhead lines. The state control signals of the controlled valves of the converters are generated by the control device 10.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При плавке гололеда преобразователи 1 и 6 образуют преобразователь частоты с явно выраженным звеном постоянного тока. Первый из них работает в режиме управляемого выпрямителя, а второй - в режиме трехфазного автономного инвертора. Трехфазной нагрузкой инвертора с соединением фаз звездой служат провода ВЛ, замкнутые на противоположном конце линии и подсоединенные к выходу преобразователя - инвертора 6 через контакты трехполюсного разъединителя 8. В режиме плавки гололеда контакты разъединителя 7 разомкнуты, а контакты разъединителя 9 замкнуты для более эффективного использования мощности установки.When melting ice, converters 1 and 6 form a frequency converter with a pronounced DC link. The first of them works in a controlled rectifier mode, and the second in a three-phase autonomous inverter mode. Three-phase load of the inverter with phase connection as a star are OHL wires, closed at the opposite end of the line and connected to the output of the inverter-inverter 6 through the contacts of the three-pole disconnector 8. In the ice melting mode, the contacts of the disconnector 7 are open, and the contacts of the disconnector 9 are closed for more efficient use of plant power .

Инвертор 6 по сигналам устройства управления 10 формирует на зажимах проводов ВЛ переменное напряжение низкой частоты, под действием которого по проводам линии протекает переменный ток, эффективное значение которого устанавливают и поддерживают на требуемом уровне изменением выходного напряжения преобразователя 1 путем воздействия на величину коэффициента высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частоту выходного напряжения инвертора 6 выбирают такой, чтобы индуктивное сопротивление проводов линии практически не влияло на эффективную величину протекающего по ним тока. При выполнении этого условия управляемая плавка гололеда с применением предложенной установки возможна на линиях той же длины, что и при плавке постоянным током.The inverter 6 by the signals of the control device 10 generates an alternating voltage of low frequency at the terminals of the overhead lines, under the action of which an alternating current flows through the wires of the line, the effective value of which is set and maintained at the required level by changing the output voltage of the converter 1 by affecting the value of the high-frequency pulse-width coefficient modulation (PWM). The frequency of the output voltage of the inverter 6 is chosen such that the inductive resistance of the line wires does not practically affect the effective value of the current flowing through them. When this condition is met, controlled ice melting using the proposed installation is possible on lines of the same length as in direct current melting.

В режиме компенсации реактивной мощности контакты трехполюсных разъединителей 8 и 9 разомкнуты, контакты трехполюсного разъединителя 7 замкнуты и преобразователи 1, 6 соединены параллельно. При установке угла а управления вентилями преобразователей, несколько меньшем 180°, из сети переменного тока потребляется небольшая активная мощность для поддержания напряжения на зажимах конденсаторной батареи 2. При этом на стороне переменного тока преобразователями формируются переменные трехфазные напряжения U_П, первая гармоника которых сдвинута по отношению к фазным напряжениям источника переменного тока на угол β=180°-α. Если амплитуды первой гармоники напряжений U_П превышают амплитуду переменного напряжения источника переменного тока, преобразователи генерирует реактивную мощность в сеть, если наоборот - преобразователи нагружают сеть реактивной мощностью. Изменением коэффициента высокочастотной ШИМ регулируют амплитуду первой гармоники напряжений U_П, а, следовательно, величину и направление передачи реактивной мощности через преобразователи.In the reactive power compensation mode, the contacts of the three-pole disconnectors 8 and 9 are open, the contacts of the three-pole disconnector 7 are closed and the converters 1, 6 are connected in parallel. When the angle of control of the valves of the converters is set slightly less than 180 °, a small active power is consumed from the AC network to maintain the voltage at the terminals of the capacitor bank 2. In this case, the alternating three-phase voltages U _P are formed on the alternating current side, the first harmonic of which is shifted with respect to to the phase voltage of the AC source at an angle β = 180 ° -α. If the amplitudes of the first harmonic of the voltages U _P exceed the amplitude of the alternating voltage of the alternating current source, the converters generate reactive power in the network, if on the contrary, the converters load the network with reactive power. By changing the coefficient of the high-frequency PWM, the amplitude of the first harmonic of the voltages U _{P is} regulated, and, therefore, the magnitude and direction of the transmission of reactive power through the converters.

В предложенном комбинированном устройстве для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности отсутствует необходимость в применении дополнительной коммутационной аппаратуры и переключений на линии в процессе плавки гололеда, так как эти функции выполняют бесконтактные управляемые вентили автономного инвертора 6. В течение периода выходного напряжения на его выходе дважды происходит соединение проводов ВЛ по схеме «провод - два провода» с необходимыми их перестановками, аналогично перестановкам при плавке гололеда постоянным током. Кроме того, существенно сокращается время плавки, так как она происходит одновременно на всех проводах ВЛ.In the proposed combined device for melting ice and reactive power compensation, there is no need to use additional switching equipment and switching on the line during ice melting, since these functions are performed by the non-contact controlled valves of the autonomous inverter 6. During the output voltage period, the connection twice occurs at its output VL wires according to the “wire - two wires” scheme with their necessary permutations, similarly to permutations during ice melting th. In addition, the melting time is significantly reduced, since it occurs simultaneously on all OHL wires.

Claims

1. Installation for smelting ice and reactive power compensation, comprising a first three-phase bridge converter on fully controllable valves, a capacitor bank on the DC side, a first three-pole disconnector and a reactor group on the AC side, characterized in that a second three-phase bridge converter on completely controlled valves, the DC terminals of which are connected to a capacitor bank, and the three-phase terminals through the second three-pole disconnector under lyucheny to three-phase inverter and the first terminals are connected to the contacts of the third three-pole disconnector intended for connection to the wire transmission line.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the reactor group is made in the form of two series-connected three-phase reactors, parallel to one of which is connected an additionally introduced fourth three-pole disconnector.