RU2339143C2

RU2339143C2 - Alternating current electric power line

Info

Publication number: RU2339143C2
Application number: RU2006140963/09A
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Потапов (RU); Юрий Васильевич Потапов
Original assignee: Юрий Васильевич Потапов
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-11-20
Also published as: RU2006140963A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: alternating current electric power line is suggested that contains double-circuit line. Phase outputs of in-phase windings at both sides are connected via disconnecting switches by electric power line wires, and neutral outputs of phases of the same windings at each of the sides are connected between connected in series controlled semiconductor rectifying elements closed into ring. Two versions of neutral "grounding" are described.

EFFECT: providing of natural loading transmission in half-wave mode when electric power line length is equal to 1/2 of half-wave.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для преобразования и передачи электроэнергии на дальние и сверхдальние расстояния.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to a device for converting and transmitting electricity over long and long distances.

Известна электрическая сеть переменного тока, связывающая в трехпроводную систему соединенные в звезду обмотки генератора и приемника электрической энергии, см., А.Т.Башкин "Общая электротехника", М., Энергия, 1971, с.164, рис.6-3.A known alternating current electric network connecting in a three-wire system the windings of a generator and a receiver of electrical energy connected to a star, see A.T. Bashkin "General Electrical Engineering", M., Energy, 1971, p.164, Fig.6-3.

При частоте 50 Гц длина электромагнитной волны составляет 6000 км. Соответственно, длина известной электрической сети, равной полуволне, составляет 3000 км. При длине электрической сети, отличающейся от полуволновой, для придания ей свойств полуволны на концевом пункте включают устройства реактивной мощности, обеспечивающие искусственную настройку на полуволну.At a frequency of 50 Hz, the electromagnetic wavelength is 6,000 km. Accordingly, the length of the known electric network equal to half a wave is 3000 km. When the length of the electric network differs from the half-wave, to give it the properties of a half-wave at the end point, reactive power devices are included that provide artificial tuning to a half-wave.

Наиболее близкой к изобретению является электрическая сеть переменного тока, содержащая две m-фазные цепи линии электропередачи, подключенной на передающей и приемной стороне к одним выводам разъединителей, трансформаторы с обмотками, имеющими фазные и нейтральные выводы на каждой из этих сторон, и коммутационные аппараты, подключенные к нулевым выводам обмоток трансформаторов, причем фазные выводы обмоток трансформаторов присоединены к другим выводам разъединителей, см. авт. свид. СССР №1112483, кл. Н02J 3/00, 1983.Closest to the invention is an alternating current electric network containing two m-phase circuits of a power line connected on the transmitting and receiving side to one terminal of the disconnector, transformers with windings having phase and neutral terminals on each of these sides, and switching devices connected to the zero terminals of the transformer windings, and the phase terminals of the transformer windings are connected to other terminals of the disconnectors, see ed. testimonial. USSR No. 1112483, class H02J 3/00, 1983.

Недостатком такой электрической сети является равная полуволновой длина линии электропередачи при ее работе в режиме передачи натуральной мощности.The disadvantage of such an electrical network is the equal half-wavelength of the power line when it is in natural power transmission mode.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.The objective of the invention is to remedy this drawback.

Поставленная задача решается путем применения в известной электрической сети в качестве коммутационных аппаратов на передающей и приемной сторонах последовательно соединенных и замкнутых в кольце по 2m управляемых полупроводниковых вентилей, где m - число фаз.The problem is solved by applying in a known electrical network as switching devices on the transmitting and receiving sides of the series-connected and closed in a ring of 2m controlled semiconductor valves, where m is the number of phases.

Такое выполнение электрической сети при ее работе, в частности в режиме полуволны, позволяет сократить реальную длину линии электропередачи вдвое до 1500 км.This embodiment of the electric network during its operation, in particular in the half-wave mode, allows to reduce the actual length of the power line by half to 1,500 km.

Кроме того, такая электрическая сеть с передающей и приемной сторонами может быть заземлена.In addition, such an electrical network with transmitting and receiving sides can be grounded.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемой электрической сети переменного тока в трехфазном исполнении; на фиг.2 и 3 показаны варианты заземления "нейтрали" в такой сети; на фиг.4 - временная диаграмма мгновенных значений напряжения и тока при работе электрической сети в режиме передачи натуральной мощности; на фиг.5 показаны контуры токовых цепей для моментов времени, соответствующих характерным электрическим углам работы электрической сети в течение полупериода переменного тока промышленной частоты.Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed electrical AC network in a three-phase design; Figures 2 and 3 show neutral grounding options in such a network; figure 4 is a timing diagram of the instantaneous values of voltage and current during operation of the electric network in the transmission mode of natural power; figure 5 shows the contours of the current circuits for time instants corresponding to the characteristic electric angles of the electric network during a half-period of alternating current of industrial frequency.

Схема фиг.1 содержит трансформатор 1 с синфазными обмотками 2 и 3 передающей стороны, трансформатор 4 с синфазными обмотками 5 и 6 приемной стороны, разъединители 7, провода 8 линия электропередачи, управляемые вентили 9÷14 и 15÷20.The circuit of figure 1 contains a transformer 1 with common-mode windings 2 and 3 of the transmitting side, a transformer 4 with common-mode windings 5 and 6 of the receiving side, disconnectors 7, wires 8 of the power line, controlled valves 9 ÷ 14 and 15 ÷ 20.

В такой электрической сети при замкнутых разъединителях 7, длине проводов 8 в 1500 км, полностью открытых управляемых полупроводниковых вентилях 9÷20 и поданном на первичную обмотку трансформатора 1 трехфазном переменном напряжении обеспечивается режим передачи натуральной мощности.In such an electric network, with closed disconnectors 7, wire lengths of 8 to 1,500 km, fully controlled controllable semiconductor valves 9 ÷ 20 and three-phase alternating voltage supplied to the primary winding of transformer 1, the transmission mode of natural power is provided.

Отключение нагрузки с передающей стороны производится полупроводниковыми вентилями 9÷14, а с приемной стороны - полупроводниковыми вентилями 15÷20.The load is disconnected from the transmitting side by semiconductor valves 9 ÷ 14, and from the receiving side by semiconductor valves 15 ÷ 20.

На фиг.2 показан вариант заземления "нейтрали" между полупроводниковыми вентилями 11 и 11¹, а на фиг.3 приведен вариант заземления "нейтрали" между дополнительной шунтирующей цепочкой из полупроводниковых диодов 21 и 21¹.Figure 2 shows the option of grounding the "neutral" between the semiconductor valves 11 and 11 ¹ , and figure 3 shows the option of grounding the "neutral" between the additional shunt circuit of the semiconductor diodes 21 and 21 ¹ .

В соответствии с временной диаграммной напряжений и токов фиг.4 и 5 для электрических углов в 0°; 30°; 60°; 90°; 120°; 150° приведены контура токовых цепей при длине проводов 8 линии электропередачи в 1500 км, причем залитые полупроводниковые вентили иллюстрируют работу электросети в один полупериод, а не залитые - в другой полупериод переменного тока.In accordance with the time diagram of voltages and currents of FIGS. 4 and 5 for electric angles of 0 °; 30 °; 60 °; 90 °; 120 °; 150 ° shows the circuits of current circuits with a wire length of 8 power lines of 1,500 km, and flooded semiconductor valves illustrate the operation of the mains in one half cycle, and not flooded in another half cycle of alternating current.

Поскольку ток в любой момент времени протекает по цепи в 3000 км, такая электрическая сеть переменного тока позволяет обеспечить, в частности, полуволновой режим ее работы.Since the current at any given time flows along a 3,000 km circuit, such an alternating current electric network allows, in particular, a half-wave mode of operation.

Claims

1. An alternating current electric network containing two m-phase power line circuits connected on the transmitting and receiving side to one terminal of the respective disconnectors, transformers on each side with primary and two common-mode windings having neutral and phase terminals on each of these sides and semiconductor valves, characterized in that the semiconductor valves in it are made controllable and connected on each side in two rings, each of which contains 2m semiconductor valves, where m are a phase phase of the alternating current, and between the semiconductor valves, in order of phase order, the neutral terminals of the corresponding common-mode windings of the transformers are connected, and the phase terminals of the transformer windings are connected to other terminals of the disconnectors.

2. The electric network according to claim 1, characterized in that between the two phases in each of the rings a chain of controlled semiconductor valves is connected, the middle point between which is grounded.

3. The electrical network according to claim 1, characterized in that the controlled valve included between the two phases in each of the rings is bridged by a chain of uncontrolled semiconductor valves, the middle point of which is grounded.