RU2643350C1 - Распределительное устройство в сети переменного тока - Google Patents
Распределительное устройство в сети переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643350C1 RU2643350C1 RU2016140654A RU2016140654A RU2643350C1 RU 2643350 C1 RU2643350 C1 RU 2643350C1 RU 2016140654 A RU2016140654 A RU 2016140654A RU 2016140654 A RU2016140654 A RU 2016140654A RU 2643350 C1 RU2643350 C1 RU 2643350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- capacitor
- sectional
- voltage
- tnbm
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Использование – в области электротехники. Технический результат – ограничение токов короткого замыкания, уменьшение потерь реактивной мощности и обеспечение питания собственных нужд. Согласно изобретению распределительное устройство в сети переменного тока содержит две и более секции сборных шин, соединенные секционными цепочками, по крайней мере в одной из которых установлены токоограничивающий реактор, конденсатор и выключатель, дополнительно содержит по крайней мере два трансформатора напряжения большой мощности (ТНБМ), секционная цепочка состоит из последовательно включенных токоограничивающего реактора, конденсатора и выключателя, при этом вывод высокого напряжения одного из ТНБМ подключен к секционной цепочке между токоограничивающим реактором и конденсатором, а второго - к одной из секций сборных шин, а обмотки низкого напряжения ТНБМ подключены к секциям собственных нужд распределительного устройства. 1 ил.
Description
Изобретение относится к распределительным устройствам высокого напряжения электростанций и подстанций.
Известно распределительное устройство с несколькими секциями сборных шин, к которым присоединены трансформаторы и высоковольтные линии [Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Технические условия / Под ред. Е.Ф. Макарова, М., 2005].
Одной из задач при проектировании распределительных устройств является разработка схем, конструкций и аппаратов для ограничения токов короткого замыкания. Для этой цели применяются токоограничивающие реакторы [Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Технические условия. М., 2005, рис. 4.1:10, стр. 89 Схема распределительного устройства генераторного напряжения электростанции].
В т. VII [Справочник… п. 4.2.9.3 и 4, с. 208, с. 272] приведены разные токоограничивающие устройства, а также схемы токоограничивающих устройств, основными элементами которых являются реактор и быстродействующий выключатель. Недостатком указанных устройств является их высокая стоимость.
Применяются также резонансные токоограничивающие устройства мостового типа - РТОУ [Справочник… рис. 4.29.3]. Они состоят из двух параллельных ветвей, каждая из которых содержит реактор с индуктивностью L и батарею конденсаторов с емкостью С. В перемычке установлен резистор R и разрядник. В нормальных условиях сопротивление резистора и разрядника велико, а сопротивление РТОУ (реактора и конденсатора) близко к нулю. При коротком замыкании сопротивление разрядника падает, а сопротивление РТОУ в целом возрастает, ток короткого замыкания остается только в цепи, где произошло короткое замыкание.
Недостатками РТОУ являются большие габариты и высокая стоимость.
Такие устройства целесообразно применять при напряжении 110 кВ и выше.
В сетях 330 кВ и выше применяют устройства продольной компенсации, в которых роль реактора выполняет индуктивность линии. При установке на воздушной линии батареи конденсаторов и шунтировании ее резистором и разрядниками получаем техническое решение, описанное выше.
Недостатками этих устройств являются также большие габариты и высокая стоимость.
Для питания собственных нужд на подстанциях устанавливают дополнительно трансформаторы собственных нужд (ТСН) 10/0,4 кВ мощностью 630 или 1000 кВА. В зависимости от напряжения сети и размеров подстанции (количества присоединений) таких трансформаторов для ПС 220 кВ и выше, как правило, требуется два и более. На подстанциях 110-500 кВ и распределительных пунктах, где отсутствует напряжение 10(35) кВ для питания собственных нужд, используют дополнительные обмотки 10 кВ силового трансформатора или устанавливают дополнительный трансформатор.
Известны трансформаторы напряжения большой мощности 1000 кВА (далее ТНБМ), изготавливаемые и применяемые фирмой ABB на некоторых подстанциях для питания собственных нужд 0,4 кВ непосредственно от шин высокого напряжения 35-500 кВ без установки дополнительных ТСН 10/0,4 кВ [Д.Плотников. Трансформаторы напряжения большой мощности для питания удаленных потребителей и собственных нужд//ТРАВЭК. Перспективы развития электроэнергетики и высоковольтного электротехнического оборудования. Коммутационные аппараты, преобразовательная техника, микропроцессорные системы управления и защиты. Материалы XXII Международной научно-технической конференции. М., 2015].
ТНБМ индукционного типа изготавливаются с магнитным сердечником, который насыщается при увеличении тока и меняет индуктивное сопротивление ТНБМ. Это свойство ТНБМ можно использовать для шунтирования конденсатора в резонансно настроенной секционной цепочке распределительного устройства, а не только для питания СН 0,4 кВ от шин высокого напряжения.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является изобретение по авторскому свидетельству №509937. В нем для ограничения тока короткого замыкания применен реактор, а для ограничения скорости переходных восстанавливающихся напряжений параллельно реактору установлена конденсаторная батарея (конденсатор).
Недостатком данного технического решения является то, что и в нормальном режиме при номинальном токе через реактор протекает значительный уравнительный ток, что приводит к значительным потерям реактивной мощности.
Целью данного изобретения является создание схемы распределительного устройства, ограничивающей токи короткого замыкания, уменьшающей потери реактивной мощности и обеспечивающей питание собственных нужд 0,4 кВ.
Поставленная цель достигается тем, что распределительное устройство в сети переменного тока, содержащее две и более секции сборных шин, соединенные секционными цепочками, по крайней мере в одной из которых установлены токоограничивающий реактор, конденсатор и выключатель, дополнительно содержит по крайней мере два трансформатора напряжения большой мощности (ТНБМ), секционная цепочка состоит из последовательно включенных токоограничивающего реактора, конденсатора и выключателя, при этом вывод высокого напряжения одного из ТНБМ подключен к секционной цепочке между токоограничивающим реактором и конденсатором, а второго - к одной из секций сборных шин, а обмотки низкого напряжения ТНБМ подключены к секциям собственных нужд распределительного устройства.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого распределительного устройства.
Для примера выбрана схема с одной секционированной системой шин с секциями 1 и 2 сборных шин, соединенными секционной цепочкой 3, состоящей из последовательно соединенных токоограничивающего реактора 4, конденсатора 5 и выключателя 6. К секциям сборных шин подключены линейные и трансформаторные присоединения.
К секционной цепочке 3 параллельно конденсатору 5 подключен трансформатор напряжения большой мощности 7 (ТНБМ, например, 110/0,4 кВ мощностью 630 или 1000 кВА) с ограничителем перенапряжения. Ко вторичной обмотке ТНБМ подключены потребители собственных нужд 0,4 кВ.
При нормальных условиях индуктивное сопротивление токоограничивающего реактора 4 и емкостное сопротивление конденсатора 5 вместе с сопротивлением ТНБМ 7 и присоединенной к ТНБМ нагрузкой собственных нужд на напряжение 0,4 кВ резонансно настроены и сбалансированы так, что общее сопротивление секционной цепочки 3 близко к нулю.
Уравнительный номинальный ток перетекает между секциями сборных шин 1 и 2 распределительного устройства без потерь реактивной мощности в секционной цепочке.
При коротком замыкании, например, на секции сборных шин 1 ток короткого замыкания на конденсаторе 5 резко повышает напряжение на его клеммах. Это повышение напряжения из-за нелинейной характеристики приводит к насыщению сердечника ТНБМ 7 и его индуктивное сопротивление падает. Конденсатор 5 оказывается зашунтированным изменившимся сопротивлением ТНБМ 7, из-за чего нарушается условие резонанса между токоограничивающим реактором 4 и конденсатором 5. Сопротивление секционной цепочки 3 возрастает до сопротивления токоограничивающего реактора 4 и ток короткого замыкания ограничивается до допустимого значения.
При отключении короткого замыкания выключателем и ликвидации короткого замыкания схема автоматически самовосстанавливается в прежнее резонансное состояние.
Таким образом, один ТНБМ, кроме своего прямого назначения для питания СН 0,4 кВ непосредственно от шин высокого напряжения, дополнительно служит в качестве регулятора для разбалансировки резонансно настроенной секционной цепочки при коротком замыкания и тем самым для ограничения токов короткого замыкания в распределительном устройстве.
Второй ТНБМ, подключенный к секции 2СН, служит в качестве независимого источника питания СН при отключении секции 1СН.
Два ТНБМ - это два источника питания потребителей собственных нужд. Здесь собственные нужды 0,4 кВ питаются непосредственно от шин высокого напряжения, например 110 кВ, без установки дополнительных трансформаторов собственных нужд.
Распределительное устройство по данной схеме ограничивает ток короткого замыкания до требуемого значения, определяемого индуктивным сопротивлением реактора, сводит к минимуму потери реактивной мощности в секционной цепочке в нормальном режиме работы при номинальном токе и обеспечивает питание собственных нужд непосредственно от шин высокого напряжения без установки дополнительных понижающих трансформаторов.
Claims (1)
- Распределительное устройство в сети переменного тока, содержащее две и более секции сборных шин, соединенные секционными цепочками, по крайней мере в одной из которых установлены токоограничивающий реактор, конденсатор и выключатель, отличающееся тем, что дополнительно содержит по крайней мере два трансформатора напряжения большой мощности (ТНБМ), секционная цепочка состоит из последовательно включенных токоограничивающего реактора, конденсатора и выключателя, при этом вывод высокого напряжения одного из ТНБМ подключен к секционной цепочке между токоограничивающим реактором и конденсатором, а второго - к одной из секций сборных шин, а обмотки низкого напряжения ТНБМ подключены к секциям собственных нужд распределительного устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140654A RU2643350C1 (ru) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Распределительное устройство в сети переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140654A RU2643350C1 (ru) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Распределительное устройство в сети переменного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643350C1 true RU2643350C1 (ru) | 2018-02-01 |
Family
ID=61173590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016140654A RU2643350C1 (ru) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Распределительное устройство в сети переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643350C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737965C1 (ru) * | 2020-07-23 | 2020-12-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Мультиконтактная коммутационная система с тремя силовыми контактными группами, соединенными в одну общую точку, и четырьмя выводами |
RU2755528C1 (ru) * | 2021-03-10 | 2021-09-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Мультиконтактная коммутационная система с восемью силовыми контактными группами, соединёнными по смешанной схеме |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU509937A1 (ru) * | 1973-02-02 | 1976-04-05 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательскийинститут Энергетических Систем Иэлектрических Сетей "Энергосетьпроект" | Распределительное устройство |
US4602240A (en) * | 1984-03-22 | 1986-07-22 | General Electric Company | Apparatus for and method of attenuating power line carrier communication signals passing between substation distribution lines and transmission lines through substation transformers |
SU1316066A1 (ru) * | 1986-01-02 | 1987-06-07 | Московский энергетический институт | Токоограничивающа подстанци |
UA24018A (ru) * | 1990-11-22 | 1998-08-31 | Львівський Політехнічний Інститут | Подстанция переменного тока |
RU126193U1 (ru) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" | Подстанция переменного тока |
-
2016
- 2016-10-17 RU RU2016140654A patent/RU2643350C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU509937A1 (ru) * | 1973-02-02 | 1976-04-05 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательскийинститут Энергетических Систем Иэлектрических Сетей "Энергосетьпроект" | Распределительное устройство |
US4602240A (en) * | 1984-03-22 | 1986-07-22 | General Electric Company | Apparatus for and method of attenuating power line carrier communication signals passing between substation distribution lines and transmission lines through substation transformers |
SU1316066A1 (ru) * | 1986-01-02 | 1987-06-07 | Московский энергетический институт | Токоограничивающа подстанци |
UA24018A (ru) * | 1990-11-22 | 1998-08-31 | Львівський Політехнічний Інститут | Подстанция переменного тока |
RU126193U1 (ru) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" | Подстанция переменного тока |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737965C1 (ru) * | 2020-07-23 | 2020-12-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Мультиконтактная коммутационная система с тремя силовыми контактными группами, соединенными в одну общую точку, и четырьмя выводами |
RU2755528C1 (ru) * | 2021-03-10 | 2021-09-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Мультиконтактная коммутационная система с восемью силовыми контактными группами, соединёнными по смешанной схеме |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
García et al. | Feasibility of electronic tap-changing stabilizers for medium voltage lines—Precedents and new configurations | |
RU2643350C1 (ru) | Распределительное устройство в сети переменного тока | |
Das | Selective high resistance grounding system for a cogeneration facility | |
RU2585007C1 (ru) | Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети (варианты) | |
Lennerhag et al. | A parallel resonance investigation in stockholm's future cablified transmission grid: A prospective study on transformer energization | |
CN103840471B (zh) | 用于电力网络的可调无功功率补偿器 | |
RU2284083C2 (ru) | Устройство компенсации однофазных емкостных токов замыкания и ограничения внутренних перенапряжений в высоковольтных сетях | |
RU2410786C1 (ru) | Источник реактивной мощности | |
Csutar et al. | Introduction to HVDC Architecture and Solutions for Control and Protection | |
Bhardwaj et al. | Installation of Automatically Controlled Compensation Banks | |
RU117732U1 (ru) | Распределительное устройство высокого напряжения | |
Taillefer et al. | Limiting Voltage Dips & Inrush Currents When Energizing Power Transformers Controlled Switching of Gang Operated Switches-Theory and Case Study | |
Pontt et al. | Mitigation of sympathetic interaction between power transformers fed by long over head lines caused by inrush transient currents | |
Thakur et al. | Design and development of microcontroller based controlled switching device for transformer | |
Sults et al. | Concepts and Practical Application for Distributed Compensation of Earth Fault Current in Latvia's 20 kV Networks | |
RU2727148C1 (ru) | Устройство для компенсации реактивной мощности в высоковольтных сетях | |
CN219554656U (zh) | 一种检修电源配电优化设备 | |
RU119518U1 (ru) | Регулируемый источник реактивной мощности | |
Soderberg | System topologies and transformers for 1 kV networks | |
RU2284082C2 (ru) | Устройство защиты электрооборудования подстанции и линий электропередачи высокого напряжения | |
Marini | Shunt Reactor Compensation for Subsea Cables in Industrial Plants | |
RU2576630C2 (ru) | Управляемый подмагничиванием трансформатор | |
Colla et al. | Modeling and electromagnetic transients study of two 1800MVA phase shifting transformers in the Italian transmission network | |
RU1778857C (ru) | Устройство дл ограничени феррорезонансных и резонансных процессов | |
Achenbach et al. | Controllable Static Reactive-Power Compensators in Electrical Supply System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191018 |