RU2547271C2 - Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load - Google Patents
Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547271C2 RU2547271C2 RU2013113484/07A RU2013113484A RU2547271C2 RU 2547271 C2 RU2547271 C2 RU 2547271C2 RU 2013113484/07 A RU2013113484/07 A RU 2013113484/07A RU 2013113484 A RU2013113484 A RU 2013113484A RU 2547271 C2 RU2547271 C2 RU 2547271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- voltage
- line
- load
- wire
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании, монтаже, наладке и эксплуатации линий электропередачи (ЛЭП) при передаче электрической энергии к потребителю.The invention relates to electrical engineering and can be used in the design, installation, commissioning and operation of power lines (power lines) when transmitting electrical energy to the consumer.
Передача электрической энергии по протяженным ЛЭП, а также электрической энергии повышенной частоты по сравнительно непротяженным ЛЭП обеспечивается: по одно- и двухпроводным ЛЭП одной парой волн электромагнитного поля (падающей и отраженной); по трехпроводным - тремя парами; по четырехпроводной четырьмя и т.д. [1]. В результате согласования ЛЭП с электрической нагрузкой пропускная способность линии электропередачи повышается из-за исключения отраженной волны. Кроме того, уменьшается степень искажения кривых напряжения и тока, увеличивается надежность работы электрического оборудования, нормализуется работа релейной защиты, автоматики и связи, улучшается экологическая обстановка в районе эксплуатации ЛЭП.The transmission of electric energy through extended power lines, as well as increased frequency electric energy through relatively non-extended power lines is ensured by: single-and two-wire power lines with one pair of electromagnetic field waves (incident and reflected); in three-wire - in three pairs; four-wire four, etc. [one]. As a result of matching the power lines with the electric load, the throughput of the power line increases due to the exclusion of the reflected wave. In addition, the degree of distortion of the voltage and current curves decreases, the reliability of electrical equipment increases, the operation of relay protection, automation and communication is normalized, and the environmental situation in the area of operation of power lines improves.
Известно условие согласованного режима работы однопроводной ЛЭП [2], на основании которого работает устройство [RU 2390924], где реализован согласованный режим работы однопроводной протяженной ЛЭП. Однако несимметричная трехфазная трехпроводная ЛЭП не может быть согласована одним лишь условием согласованного режима [2] из-за специфичности распространения напряжений и токов по трехпроводным ЛЭП [3].The condition of the coordinated mode of operation of a single-wire power transmission line [2] is known, on the basis of which the device [RU 2390924] operates, where a coordinated mode of operation of a single-wire extended power line is implemented. However, an asymmetric three-phase three-wire power transmission line cannot be matched only by the condition of the coordinated mode [2] due to the specificity of the propagation of voltages and currents along three-wire power lines [3].
Известны способы согласования линий связи с нагрузкой [4]. Однако применяемые здесь технические элементы, такие как дифференциальный усилитель, не предназначены для работы на высоком напряжении, к при меру 1 кВ, а это значит, что специфика реализации способов [4] достаточно своеобразна и неприменима в протяженных линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения.Known methods for matching communication lines with the load [4]. However, the technical elements used here, such as a differential amplifier, are not designed to operate at high voltage, for example 1 kV, and this means that the specifics of the implementation of the methods [4] are quite peculiar and not applicable in long power lines of high and ultra-high voltage.
Задача изобретения - формирование способа согласования несимметричной трехфазной трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой.The objective of the invention is the formation of a method for matching an asymmetric three-phase three-wire power line with an electrical load.
Технический результат заключается в обеспечении условий согласования несимметричной трехфазной трехпроводной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой, выполнение которых повлечет за собой снижение потерь электрической энергии, повышение пропускной способности линии, уменьшение степени искажения кривых напряжения и тока.The technical result consists in providing the conditions for matching an asymmetric three-phase three-wire high-voltage power line with an electrical load, the implementation of which will entail a reduction in electric energy losses, an increase in the transmission capacity of the line, and a decrease in the degree of distortion of voltage and current curves.
Технический результат достигается тем, что способ согласования несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях и токах в линии через устройства сопряжения или датчики поступает в процессор, отличающийся тем, что в процессоре проверяются условия согласования несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой для каждого провода линии в результате сравнения действительного и эталонного значений сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку, и формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как малые гидроэлектростанции или электростанции других типов.The technical result is achieved in that the method of matching an asymmetric three-phase three-wire power line with an electrical load, which consists in the fact that the initial information about the voltages and currents in the line through the interface devices or sensors is supplied to the processor, characterized in that the conditions for matching the asymmetric three-phase are checked in the processor a three-wire power line with electrical load for each line wire as a result of comparing the actual and reference values load resistances, voltages at the end of the line or currents supplied to the load, and control signals are generated for corrective bodies, which can be used on-load tap-changers of power transformers, automated technological complexes, energy storage devices, active power sources, such as small hydroelectric power stations or power plants other types.
Сущность изобретения поясняется схемами: на рис.1 показан алгоритм обеспечения и поддержания согласования несимметричной трехфазной трехпроводной неизолированной ЛЭП с электрической нагрузкой, на рис.2 представлен алгоритм работы процессора, на рис.3 в блоке А выполняются логические операции.The invention is illustrated by diagrams: Fig. 1 shows an algorithm for ensuring and maintaining coordination of an asymmetric three-phase three-wire uninsulated power transmission line with an electrical load, Fig. 2 shows the algorithm of the processor, in Fig. 3 in block A, logical operations are performed.
На рисунках используются следующие обозначения:The following notation is used in the figures:
1 - корректирующий орган, такой как РПН трансформатора (KO1);1 - corrective body, such as on-load tap-changer of the transformer (KO1);
2 - трансформатор, питающий ЛЭП напряжением 35 кВ или выше (Т1);2 - a transformer supplying power lines with a voltage of 35 kV or higher (T1);
3 - устройства сопряжения, каковыми являются датчики напряжения и тока, установленные в начале ЛЭП напряжением 35кВ или выше
4 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);4 - analog-to-digital Converter (ADC);
5 - процессор (П);5 - processor (P);
6 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);6 - digital-to-analog converter (DAC);
7 - показывающий или самопишущий прибор (РО);7 - showing or recording device (RO);
8 - ЛЭП напряжением 35 кВ или выше (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ);8 - power lines of voltage 35 kV or higher (power lines 35 kV OR ABOVE);
9 - понижающий трансформатор, напряжением 220 кВ/10 кВ (Т2);9 - step-down transformer, voltage 220 kV / 10 kV (T2);
10 - устройства сопряжения, каковыми являются датчики напряжения и тока установленные в конце ЛЭП напряжением 35 кВ или выше
11 - понижающий трансформатор, напряжением 10 кВ/0,85 кВ (Т3);11 - step-down transformer,
12 - корректирующий орган, такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 220 кВ/10 кВ (КО2);12 - corrective body, such as on-load tap-changer of a step-down transformer with voltage of 220 kV / 10 kV (KO2);
13 - блок преобразователей, выполненный в виде выпрямительных установок для электролиза, фаза A, (VD1);13 - converter unit, made in the form of rectifier plants for electrolysis, phase A, (VD1);
14 - корректирующий орган, такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 10 кВ/0,85 кВ (КО3);14 - corrective body, such as on-load tap-changer of a step-down transformer with a voltage of 10 kV / 0.85 kV (KO3);
15 - обобщенная электрическая нагрузка
16 - корректирующий орган (КО4), такой как система электролиза алюминия ТРОЛЛЬ, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как малые гидроэлектростанции;16 - corrective body (KO4), such as TROLL aluminum electrolysis system, electric energy storage, active power sources, such as small hydroelectric power stations;
17 - обобщенное сопротивление нагрузки
18 - обобщенное сопротивление нагрузки с учетом реализации согласования ЛЭП напряжением 35кВ или выше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ),
19 - амплитудное значение напряжения нагрузки
20 - амплитудное значение тока нагрузки
21 - специализированная программа для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в линии электропередачи трехпроводного исполнения (LEP3 v.1.00);21 is a specialized program for predicting the magnitude of the main characteristics of electric energy in a three-wire power transmission line (LEP3 v.1.00);
22 - величина тока, каким должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП, согласованной с электрической нагрузкой
23 - величина напряжения, каким должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП, согласованной с электрической нагрузкой
24 - логический блок (A).24 is a logical block (A).
Суть предлагаемой разработки заключается в реализации при помощи технических средств условий согласования несимметричной трехфазной трехпроводной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой [5-8], в формировании алгоритма обеспечения и поддержания согласованного режима работы протяженной несимметричной трехфазной трехпроводной ЛЭП.The essence of the proposed development is the implementation, using technical means, of the conditions for matching an asymmetric three-phase three-wire high-voltage power line with an electric load [5-8], in the formation of an algorithm for ensuring and maintaining a coordinated mode of operation of an extended asymmetric three-phase three-wire power line.
Пусть будет необходимо выполнить согласование фазы A с электрической нагрузкой. Для фаз B и C алгоритм согласования с электрической нагрузкой будет аналогичным.Let it be necessary to match phase A to the electrical load. For phases B and C, the matching algorithm with the electrical load will be similar.
На рис.1 показан алгоритм обеспечения и поддержания согласования несимметричной трехфазной трехпроводной неизолированной ЛЭП с электрической нагрузкой. Здесь в качестве объекта согласования использована ЛЭП напряжением 35 кВ или выше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ). Кроме того, реализовано использование следующего электротехнического оборудования: трансформатора 2 (T1) - трансформатора, питающего ЛЭП напряжением 35 кВ или выше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ); трансформаторов 9 (T2) и 11 (T3) - двух различных групп понижающих трансформаторов, имеющих отличные друг от друга номинальные характеристики; блока преобразователей 13 (VD1) - преобразователей, выполненных в виде выпрямительных установок для электролиза, фаза A, представляющих в данном случае обобщенную электрическую нагрузку 15
Основным блоком работы алгоритма способа согласования несимметричной трехфазной трехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ) с электрической нагрузкой является процессор 5 (П) рис.1, где выполняется анализ сведений о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 17
Аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП) рис.1 позволяет сформированные в датчиках 3
Алгоритм работы процессора 5 (П) представлен на рис.2: из 4 (АЦП) в процессор 5 (П) поступают амплитудные значения тока 20
Блок 21 (LEP3 v.1.00) на рис.2 иллюстрирует использование в предлагаемом способе согласования несимметричной трехфазной трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в несимметричной линии электропередачи трехфазного трехпроводного исполнения [11]. При помощи программы определяются действующие значения комплексных величин токов и напряжений, постоянные распространения волн электромагнитного поля по проводам ЛЭП, величины собственных и взаимных волновых сопротивлений. В блоках 22
1 случай (для первой постоянной распространения, первая пара волн электромагнитного поля):1 case (for the first propagation constant, the first pair of waves of the electromagnetic field):
гдеWhere
2 случай (для второй постоянной распространения, вторая пара волн электромагнитного поля):2 case (for the second propagation constant, the second pair of waves of the electromagnetic field):
гдеWhere
γ2n - вторая (условно) постоянная распространения волн электромагнитного поля;
3 случай (для третьей постоянной распространения, третья пара волн электромагнитного поля):3 case (for the third propagation constant, the third pair of waves of the electromagnetic field):
гдеWhere
γ3n - третья (условно) постоянная распространения волн электромагнитного поля;
Поскольку нагрузка для каждого линейного провода ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ ВЫШЕ) одна, а пар волн электромагнитного поля три распространяющихся по каждому линейному проводу, тогда очевидно и согласование каждого провода можно реализовать лишь для одной пары волн электромагнитного поля, а именно по вышеприведенным формулам: 1 случай (используются математические формулировки) или 2 случай или 3 случай.Since the load for each linear wire of a power line 8 (power line 35 kV OR ABOVE) is one, and there are three pairs of electromagnetic field waves propagating through each linear wire, then matching of each wire can be realized only for one pair of waves of the electromagnetic field, namely, according to the above formulas : 1 case (mathematical formulations are used) or 2 case or 3 case.
Далее определяется полное сопротивление нагрузки 18
В блоке 24 (A) рис.3 выполняются логические операции. Здесь выполняется сравнение эталонных значений 18
по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению
Здесь в качестве критерия функционирования корректирующих органов избрано несоответствие напряжения в конце линии или сопротивления нагрузки. В принципе, в качестве такого критерия можно избрать и несоответствие тока в конце линии. Для этого в блоке
В процессе реализации предлагаемого способа согласования несимметричной трехфазной трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой выяснено, что при: 19
Блок 24 (A) рис.3 реализован в среде National Instruments Lab VIEW 2009.Block 24 (A) Fig. 3 is implemented in the National Instruments Lab VIEW 2009 environment.
Источники информацииInformation sources
1. Большанин Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по участкам электроэнергетических систем. В 2-х кн. Кн.1 / Г.А. Большанин.- Братск: БрГУ, 2006 - 807 с.1. Bolshanin G.A. Distribution of low-quality electric energy over sections of electric power systems. In 2 kn.
2. Большанин Г.А. Коррекция качества электрической энергии/ Г.А. Большанин. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007.- 120 с.2. Bolshanin G.A. Correction of the quality of electric energy / G.A. Bolshanin. - Bratsk: State Educational Institution of Higher Professional Education “BrSU”, 2007.- 120 p.
3. Большанин Г.А. Особенности распространения электрической энергии по трехпроводной линии электропередачи / Г.А. Большанин, Л.Ю. Большанина, Е.Г. Марьясова // Системы. Методы. Технологии. - 2011. №3 (11). - С.82-89.3. Bolshanin G.A. Features of the distribution of electrical energy through a three-wire power line / G.A. Bolshanin, L.Yu. Bolshanina, E.G. Maryasova // Systems. Methods Technologies. - 2011. No3 (11). - S. 82-89.
4. Кэрки Д. Согласование выходного импеданса при помощи полностью дифференциальных операционных усилителей / Д. Кэрки // Компоненты и технологии. - 2010. - №5. - С.150-154.4. Kerky D. Coordination of the output impedance using fully differential operational amplifiers / D. Kerky // Components and technologies. - 2010. - No. 5. - S.150-154.
5. Козлов В.А. Условия согласования однородной трехпроводной высоковольтной линии электропередачи 10кВ и выше с нагрузкой/ В.А. Козлов, Г.А. Большанин // Материалы VII международной научно-практической конференции. - Прага: Печатный дом «Образование и Наука», 2011. - С.86-90.5. Kozlov V.A. Conditions for matching a homogeneous three-wire high-voltage power line 10kV and above with a load / V.A. Kozlov, G.A. Bolshanin // Materials of the VII international scientific and practical conference. - Prague: Printing House "Education and Science", 2011. - P.86-90.
6. Козлов В.А. Согласованный режим работы однородной трехпроводной линии электропередачи / В.А. Козлов, Г.А. Большанин // Системы. Методы. Технологии. - 2011. - №4. - С.70-76.6. Kozlov V.A. The agreed mode of operation of a homogeneous three-wire power line / V.A. Kozlov, G.A. Bolshanin // Systems. Methods Technologies. - 2011. - No. 4. - S. 70-76.
7. Козлов В.А. Согласованный режим работы однородной трехпроводной ЛЭП 220 кВ и выше как средство улучшения электромагнитной обстановки / Большанин Г.А. // Наука сегодня: теоретические аспекты и практика применения. Ч.2: Сб. науч. трудов. - Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. - С.63-66.7. Kozlov V.A. Coordinated operation mode of a homogeneous three-wire power transmission line of 220 kV and higher as a means of improving the electromagnetic environment / G. Bolshanin // Science today: theoretical aspects and application practice. Part 2: Sat scientific labor. - Tambov: Publishing House of TROO “Business-Science-Society”, 2011. - P.63-66.
8. Козлов В.А. Условия согласования несимметричной трехфазной трехпроводной высоковольтной линии электропередачи/ В.А. Козлов// Материалы VIII международной научно-практической конференции «Научная индустрия европейского континента - 2012». - Прага: Печатный дом «Образование и Наука», 2012. - С.63-66.8. Kozlov V.A. Terms of coordination of an asymmetric three-phase three-wire high-voltage power line / V.A. Kozlov // Materials of the VIII international scientific-practical conference "The scientific industry of the European continent - 2012". - Prague: Printing House "Education and Science", 2012. - P.63-66.
9. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ТРОЛЛЬ/ АО ТоксСофт // http://new.toxsoft.ru. 11.05.2011.9. AUTOMATED TECHNOLOGICAL COMPLEX TROLL / ToxSoft JSC // http://new.toxsoft.ru. 05/11/2011.
10. Разрешение от 03.04.2007 №РРС 00-23783 Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору.10. Permission dated 03.04.2007 No. РРС 00-23783 Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision.
11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010611988 "Расчет параметров трехфазной трехпроводной неизолированной линии электропередачи (LEP3 v. 1.00)"11. Certificate of state registration of a computer program No.2010611988 "Calculation of the parameters of a three-phase three-wire uninsulated power line (LEP3 v. 1.00)"
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113484/07A RU2547271C2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113484/07A RU2547271C2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013113484A RU2013113484A (en) | 2014-10-10 |
RU2547271C2 true RU2547271C2 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113484/07A RU2547271C2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547271C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690175B2 (en) * | 2000-12-01 | 2004-02-10 | Abb Schweiz Ag | Method and device for assessing the stability of an electric power transmission network |
RU2365018C1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) | Method of voltage control at ac traction substation |
RU2410815C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-01-27 | Василий Сергеевич Богачев | Device for parametric stabilisation of ac voltage |
-
2013
- 2013-03-26 RU RU2013113484/07A patent/RU2547271C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690175B2 (en) * | 2000-12-01 | 2004-02-10 | Abb Schweiz Ag | Method and device for assessing the stability of an electric power transmission network |
RU2365018C1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) | Method of voltage control at ac traction substation |
RU2410815C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-01-27 | Василий Сергеевич Богачев | Device for parametric stabilisation of ac voltage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013113484A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Morsi et al. | Power quality evaluation in smart grids considering modern distortion in electric power systems | |
Jung et al. | Wavelet and neuro-fuzzy based fault location for combined transmission systems | |
Lai et al. | Wavelet transform based relay algorithm for the detection of stochastic high impedance faults | |
Aslan et al. | Artificial neural-network-based fault location for power distribution lines using the frequency spectra of fault data | |
EP3482472B1 (en) | A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line | |
Jensen | Harmonic background amplification in long asymmetrical high voltage cable systems | |
Solovev et al. | Implementation of noise-immune Rogowski coils for busbar differential protection modernization | |
Naumov et al. | Analysis of unbalanced load low-voltage electrical networks operating modes | |
RU2488218C1 (en) | Method of matching three-wire power transmission line with electric load at frequencies of pronounced harmonic components of currents and voltages | |
RU2520578C1 (en) | Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load | |
Nassereddine et al. | Relation between transmission lines coupling factor and over head earth wire length: its impacts on fault current distributions | |
RU2695278C1 (en) | Method for determining single-phase fault of feeder to ground in medium voltage cable networks | |
RU2547271C2 (en) | Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load | |
RU2490767C2 (en) | Method for matching of three-wire power line with electrical load | |
US5933793A (en) | Outgoing harmonic level evaluator | |
Fedotov et al. | Detection of places of single-phase ground fault by frequency of the resonance | |
RU2546977C2 (en) | Method for matching non-symmetrical three-wire power transmission line with electric load at frequencies of definite harmonic components of current and voltage | |
RU2502176C1 (en) | Method for matching non-homogeneous non-insulated three-wire power transmission line to electrical load | |
RU2537852C2 (en) | Method for matching asymmetrical four-wire power transmission line to electrical load | |
Micu et al. | Numerical evaluation of induced voltages in the metallic underground pipelines | |
RU2502177C1 (en) | Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load | |
RU2557797C2 (en) | Method for coordination of long four-wire non-homogeneous asymmetrical high-voltage power transmission line with superconducting insertion with electrical load | |
RU2551362C2 (en) | Method for matching asymmetrical four-wire high voltage power transmission line to electrical load | |
RU2561410C1 (en) | Method for determining location of unauthorised connection of load of unknown power to power transmission line | |
RU2577557C1 (en) | Method of determining point of unauthorised connection of load to power transmission line |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150409 |