RU2640196C1 - High-voltage electric transmission line with earth-wire - Google Patents

High-voltage electric transmission line with earth-wire Download PDF

Info

Publication number
RU2640196C1
RU2640196C1 RU2016136464A RU2016136464A RU2640196C1 RU 2640196 C1 RU2640196 C1 RU 2640196C1 RU 2016136464 A RU2016136464 A RU 2016136464A RU 2016136464 A RU2016136464 A RU 2016136464A RU 2640196 C1 RU2640196 C1 RU 2640196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power line
earth
wire
transmission line
lightning protection
Prior art date
Application number
RU2016136464A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Воронин
Михаил Николаевич Балдин
Виктор Николаевич Подъячев
Original Assignee
Акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" (АО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" (АО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ") filed Critical Акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" (АО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ")
Priority to RU2016136464A priority Critical patent/RU2640196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2640196C1 publication Critical patent/RU2640196C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the high-voltage transmission line with earth-wire and the power-factor correction unit (PFCU) connected at the ends of the line, the phases of the PFCU are assembled according to the "star" scheme with an isolated neutral, and at least one earth-wire at each end of the transmission line is connected to an isolated PFCU neutral. Between the isolated neutral and ground, a device with a threshold volt-ampere characteristic is additionally connected, for example, overvoltage limiter, and/or a chain of a series-connected compensation reactor and switching device. A controlled shunt reactor can be used as a PFCU. Several devices with a threshold volt-ampere characteristic are installed in several points of the transmission line parallel to the earth-wire isolators.
EFFECT: reduced insulation level of earth-wires and the magnitude of the currents flowing in them.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям высокого и сверхвысокого напряжения, содержащим грозозащитные тросы и устройства компенсации реактивной мощности.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrical networks of high and ultra-high voltage, containing lightning ropes and reactive power compensation devices.

Известна воздушная линия электропередачи, содержащая фазные провода, два транспонированных сталеалюминиевых грозозащитных троса, каждый из которых на части линии подвешен на отдельной тросостойке, и высокочастотные заградители, состоящие из реакторов и элементов настройки [Описание изобретения по патенту №907658. Бюллетень №7 от 23.02.82, с. 1].Known overhead power line containing phase wires, two transposed steel-aluminum lightning protection cables, each of which is suspended on a part of the line on a separate cable rack, and high-frequency arresters, consisting of reactors and tuning elements [Description of the invention according to patent No. 907658. Bulletin No. 7 of 02.23.82, p. one].

При заземлении троса по общим концам через небольшое индуктивное сопротивление высокочастотных заградителей и при отсутствии транспозиции фаз и скрещивании тросов значительный сопровождающий ток возникает лишь вблизи концов участка линии, где сказывается активное сопротивление цепи замыкания троса на землю. Однако при такой схеме подвески в контурах «трос - земля» и «трос - трос» в нормальном режиме работы линии электропередачи возникают значительные токи, которые создают потери энергии в активном сопротивлении тросов.When grounding the cable at common ends through a small inductive resistance of high-frequency arresters and in the absence of phase transposition and crossing the cables, a significant accompanying current occurs only near the ends of the line section, where the active resistance of the cable circuit to earth is affected. However, with such a suspension scheme, significant currents occur in the cable-to-ground and cable-to-cable circuits in the normal operation of the power line, which create energy losses in the active resistance of the cables.

Известна электропередача с грозозащитными тросами, заземленными в одной точке [Дальние электропередачи 750 кВ /Под ред. А.М. Некрасова и С.С. Рокотяна, М., 1974, с. 215].Known power transmission with lightning protection cables, grounded at one point [Long-distance power transmission 750 kV / Ed. A.M. Nekrasova and S.S. Rokotyan, M., 1974, p. 215].

Недостатком данного технического решения является необходимость обеспечения высокого уровня изоляции грозозащитных тросов из-за значительных напряжений, наводимых в тросах от протекающих в фазах линии электропередачи токов, и, как следствие, существенное увеличение стоимости линии электропередачи.The disadvantage of this technical solution is the need to ensure a high level of insulation of lightning protection cables due to significant voltages induced in the cables from currents flowing in the phases of the power line, and, as a result, a significant increase in the cost of the power line.

В качестве прототипа выбрана электропередача сверхвысокого напряжения, содержащая фазные провода, грозозащитные тросы и шунтирующие реакторы, подключенные к фазным проводам [Дальние электропередачи 750 кВ /Под ред. А.М. Некрасова и С.С. Рокотяна, М., 1974, с. 180].An ultra-high voltage power transmission containing phase wires, lightning protection cables and shunt reactors connected to phase wires was selected as a prototype [Long-distance power lines 750 kV / Ed. A.M. Nekrasova and S.S. Rokotyan, M., 1974, p. 180].

Недостатком данного технического решения является высокий уровень тросовой изоляции.The disadvantage of this technical solution is the high level of cable insulation.

Цель предлагаемого изобретения - снизить уровень изоляции грозозащитных тросов и величину протекающих в тросах токов и, как следствие, уменьшить стоимость линии электропередачи и снизить потери энергии в тросах.The purpose of the invention is to reduce the insulation level of lightning protection cables and the amount of currents flowing in the cables and, as a result, reduce the cost of the power line and reduce energy loss in the cables.

Поставленная цель достигается тем, что в линии электропередачи высокого напряжения с грозозащитными тросами и подключенными по концам линии устройствами компенсации реактивной мощности (УКРМ) фазы УКРМ собраны по схеме «звезда» с изолированной нейтралью, а по крайней мере один грозозащитный трос на каждом конце линии электропередачи присоединен к изолированной нейтрали УКРМ. При этом между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно подключено устройство с пороговой вольт-амперной характеристикой, например ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН), и/или включена цепочка из последовательно включенных компенсационного реактора и коммутационного аппарата. Причем в качестве УКРМ может использоваться управляемый шунтирующий реактор. Кроме того, дополнительно в нескольких точках линии электропередачи параллельно изоляторам грозозащитного троса устанавливается несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой.This goal is achieved by the fact that in the high-voltage power line with lightning protection cables and reactive power compensation devices (UKRM) connected at the ends of the line, the phases of the UKRM are assembled according to the "star" scheme with isolated neutral, and at least one lightning protection cable at each end of the power line connected to an isolated neutral UKRM. Moreover, between the isolated neutral and the “ground” there is additionally connected a device with a threshold current-voltage characteristic, for example, a non-linear surge arrester (SPD), and / or a chain of a compensation reactor and a switching device connected in series. Moreover, a controlled shunt reactor can be used as UKRM. In addition, in addition, several devices with a threshold voltage-current characteristic are installed at several points of the power line parallel to the insulators of the lightning protection cable.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Оно содержит линию электропередачи 1 с грозозащитными тросами 2, подвешенными на изоляторах 3, УКРМ в виде шунтирующих реакторов 4, установленных на концах линии электропередачи 1, к изолированным нейтралям 5 которых подключен один из грозозащитных тросов 2, а также ОПН 6 и цепочка последовательно включенных компенсационного реактора 7 и выключателя 8, подключенных между нейтралью 5 и «землей». Кроме того, параллельно изоляторам 3 установлены несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой 9, равномерно распределенных по длине линии электропередачи 1.It contains a power line 1 with lightning protection cables 2 suspended on insulators 3, UKRM in the form of shunt reactors 4, installed at the ends of power lines 1, to the isolated neutrals 5 of which one of the lightning protection cables 2 is connected, as well as an arrester 6 and a series of compensation cables connected in series reactor 7 and switch 8 connected between neutral 5 and ground. In addition, parallel to the insulators 3 there are several devices with a threshold current-voltage characteristic 9, evenly distributed along the length of the transmission line 1.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме выключатель 8 отключен, потенциал грозозащитного троса 2, подключенного к изолированной нейтрали 5, фиксирован трехфазным делителем напряжения, которым является в данном случае шунтирующий реактор 4, и его потенциал относительно земли в месте его подключения к нейтрали 5 близок к нулю, т.е. уровень изоляции грозозащитного троса 2 достаточно низок и количество изоляторов 3 определяется только условиями работы высокочастотной связи. Кроме того, благодаря включению в контуры грозозащитного троса «трос - «земля» и «трос - трос» сопротивления шунтирующего реактора 4 значительно снижается ток и уменьшаются потери электроэнергии в грозозащитном тросе 2. При перекрытии любого из изоляторов 3 грозозащитного троса 2 в результате грозового импульса или при протекании тока короткого замыкания в линии электропередачи 1 сопротивлением шунтирующего реактора 4 сопровождающий ток промышленной частоты снижается до минимальных значений.The device operates as follows. In normal mode, switch 8 is turned off, the potential of the lightning protection cable 2 connected to the isolated neutral 5 is fixed by a three-phase voltage divider, which in this case is the shunt reactor 4, and its potential relative to the earth at the point of its connection to neutral 5 is close to zero, t. e. the insulation level of the lightning protection cable 2 is quite low and the number of insulators 3 is determined only by the operating conditions of the high-frequency communication. In addition, by including the resistance of the shunt reactor 4 into the circuits of the ground wire and ground wire and the wire rope, the resistance of the shunt reactor 4 is significantly reduced and energy losses in the lightning wire rope 2 are reduced. When any of the insulators 3 of the lightning wire rope 2 is closed as a result of a lightning impulse or when a short circuit current flows in the power line 1 by the resistance of the shunt reactor 4, the accompanying current of industrial frequency decreases to the minimum value.

Поэтому после прекращения грозового импульса или короткого замыкания на линии электропередачи 1 перекрытие изоляторов 3 прекращается и грозозащитный трос 2 становится изолированным от земли. Устройство возвращается в исходное состояние. При повышении напряжения на нейтрали 5 выше допустимого срабатывает ОПН 6 и ограничивает его значение до допустимого уровня.Therefore, after the cessation of a lightning impulse or short circuit on the power line 1, the overlap of insulators 3 ceases and the lightning protection cable 2 becomes isolated from the ground. The device returns to its original state. When the voltage on neutral 5 rises above the permissible level, the arrester 6 is triggered and limits its value to an acceptable level.

В случае отказа релейной защиты при отключении короткого замыкания на линии электропередачи 1 для ограничения длительности протекания тока по ОПН 6 выключатель 8 включают, соединяя через компенсационный реактор 7 нейтраль 5 с «землей». Цепочку из последовательно включенных компенсационного реактора 7 и выключателя 8 подключают также при отключении шунтирующего реактора 4 от линии электропередачи 1 в режиме максимальных нагрузок. В этих условиях ток в цепи грозозащитных тросов ограничивается действием сопротивления компенсационного реактора 7.In the event of a failure of the relay protection when the short circuit is disconnected on the power line 1, to limit the duration of the current flow through the arrester 6, the switch 8 is turned on by connecting neutral 5 to the ground via the compensation reactor 7. A chain of series-connected compensation reactor 7 and switch 8 is also connected when disconnecting the shunt reactor 4 from the power line 1 in maximum load mode. Under these conditions, the current in the circuit of lightning protection cables is limited by the resistance of the compensation reactor 7.

Протекающий в аварийных фазах линии электропередачи 1 ток наводит на некоторых участках грозозащитного троса 2 потенциалы, превышающие уровень его изоляции. Устройства с пороговой вольт-амперной характеристикой 9 срабатывают при превышении допустимых значений, предотвращая перекрытие изоляции.The current flowing in the emergency phases of the power line 1 induces potentials in some parts of the lightning protection cable 2 that exceed the level of its insulation. Devices with a threshold current-voltage characteristic 9 are triggered when the permissible values are exceeded, preventing insulation overlap.

Так как шунтирующие реакторы в ряде случаев могут быть отключены, то для повышения эффективности технического решения целесообразно применять управляемые шунтирующие реакторы, что позволяет не отключать их от сети и плавно регулировать величину сопротивления обмотки.Since shunt reactors can be disconnected in some cases, it is advisable to use controlled shunt reactors to increase the efficiency of the technical solution, which allows not to disconnect them from the network and to smoothly adjust the value of the winding resistance.

Предлагаемая линия электропередачи обладает техническими преимуществами по сравнению с прототипом, т.к. позволяет снизить уровень изоляции грозозащитных тросов и уменьшить потери электроэнергии от протекания тока в грозозащитном тросе.The proposed power line has technical advantages compared to the prototype, because allows you to reduce the insulation level of lightning protection cables and reduce the loss of electricity from the flow of current in a lightning protection cable.

Claims (5)

1. Линия электропередачи высокого напряжения с грозозащитными тросами и подключенными по концам линии устройствами компенсации реактивной мощности (УКРМ), отличающаяся тем, что фазы УКРМ собраны по схеме «звезда» с изолированной нейтралью, а по крайней мере один грозозащитный трос на каждом конце линии электропередачи присоединен к изолированной нейтрали УКРМ.1. High voltage power line with lightning protection cables and reactive power compensation devices (UKRM) connected at the ends of the line, characterized in that the phases of the UKRM are assembled according to the "star" scheme with isolated neutral, and at least one lightning protection cable at each end of the power line connected to an isolated neutral UKRM. 2. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно подключено устройство с пороговой вольт-амперной характеристикой, например ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН).2. The power line according to claim 1, characterized in that between the isolated neutral and the "ground" is additionally connected a device with a threshold current-voltage characteristic, for example, a non-linear surge suppressor (surge arrester). 3. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что между изолированной нейтралью и «землей» дополнительно включена цепочка из последовательно включенных компенсационного реактора и коммутационного аппарата.3. The power line according to claim 1, characterized in that between the isolated neutral and the "ground" is additionally included a chain of series-connected compensation reactor and switching apparatus. 4. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве УКРМ используется управляемый шунтирующий реактор.4. The power line according to claim 1, characterized in that a controlled shunt reactor is used as UKRM. 5. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно в нескольких точках линии электропередачи параллельно изоляторам грозозащитного троса установлены несколько устройств с пороговой вольт-амперной характеристикой.5. The power line according to claim 1, characterized in that, in addition, several devices with a threshold current-voltage characteristic are installed at several points of the power line parallel to the lightning protection cable insulators.
RU2016136464A 2016-09-12 2016-09-12 High-voltage electric transmission line with earth-wire RU2640196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136464A RU2640196C1 (en) 2016-09-12 2016-09-12 High-voltage electric transmission line with earth-wire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136464A RU2640196C1 (en) 2016-09-12 2016-09-12 High-voltage electric transmission line with earth-wire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2640196C1 true RU2640196C1 (en) 2017-12-27

Family

ID=63857448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016136464A RU2640196C1 (en) 2016-09-12 2016-09-12 High-voltage electric transmission line with earth-wire

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2640196C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098672A1 (en) * 2001-11-28 2003-05-29 Abb Ab Method and a device for compensation of the consumption of reactive power by an industrial load
RU2282912C2 (en) * 2004-07-16 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Static compensator of reactive power
RU2320061C1 (en) * 2006-11-21 2008-03-20 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Device for suppressing single-phase arcing ground fault current in three-phase high-voltage power transmission line
RU123597U1 (en) * 2012-06-01 2012-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Болид" HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION WITH HIGH LEVEL OF CHARGE POWER COMPENSATION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098672A1 (en) * 2001-11-28 2003-05-29 Abb Ab Method and a device for compensation of the consumption of reactive power by an industrial load
RU2282912C2 (en) * 2004-07-16 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Static compensator of reactive power
RU2320061C1 (en) * 2006-11-21 2008-03-20 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Device for suppressing single-phase arcing ground fault current in three-phase high-voltage power transmission line
RU123597U1 (en) * 2012-06-01 2012-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Болид" HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION WITH HIGH LEVEL OF CHARGE POWER COMPENSATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2741822C2 (en) Overvoltage limitation system for medium and high voltage
Bucher et al. Comparison of fault currents in multiterminal HVDC grids with different grounding schemes
RU2454769C1 (en) Grounding device of three-phase electrical network neutral
EP3036813B1 (en) Electric protection on ac side of hvdc
RU2621068C1 (en) Reactive power compensation and ice-melting combination device on the basis of the driven shunt reactor transformer
US20160336749A1 (en) Power transmission network
Hassan et al. Review of ferroresonance in power distribution grids
WO2014162949A1 (en) Current-limiting/flow control device
RU2658657C2 (en) Surge protection device and method
Piantini et al. Lightning-caused transformer failures in distribution systems
RU2640196C1 (en) High-voltage electric transmission line with earth-wire
Župan et al. Modelling of variable shunt reactor in transmission power system for simulation of switching transients
CN103280802A (en) Paralleling reactor operation overvoltage managing circuit and managing method of paralleling reactor operation overvoltage managing circuit
Kizilcay et al. Analysis of switching transients of an EHV transmission line consisting of mixed power cable and overhead line sections
RU181454U1 (en) DEVICE FOR REDUCING VOLTAGE IN ELECTRIC NETWORKS WITH SMALL EARTH CIRCUIT
RU2626456C1 (en) Limitation method of atmospheric overvoltage on high-voltage overhead power transmission lines and device for its implementation
Mokryani et al. Analysis of ferroresonance in a 20kV distribution network
Mathane et al. Selection of Neutral Grounding Reactor for Line to Ground Fault
Abd-Allah et al. New Techniques for Disconnector Switching VFT Mitigation in GIS.
RU2640033C2 (en) Neutral grounding device of three-phase electrical network
Abd-Allah et al. New Techniques for VFT Mitigation in GIS
RU181036U1 (en) NEUTRAL GROUNDING DEVICE
Ravishankar et al. Control of switching surges due to energization of 765kV UHV transmission line
Kangro et al. Analysis of Transmission Network Short Cable Line Sheath Bonding Methods
Kawamura et al. Surge Analysis on a Long Underground Cable System

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180913