SU942199A1 - Высоковольтна электрическа сеть - Google Patents

Description

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

СЕТЬ

1

Изофетение относитс  к электротехнике, в частности к схемам работы высоковольтных сетей в неполнофаэном режиме.

Известна высоковольтна  сеть, со держаща  генератор, трансформаторы впи автотрансформаторы, линию электропередачи , снабженную соответствующей коммутационной аппаратурой, и комплексную нагрузку. В этой высоковольтной сети в послеаварийных либо ремонтных режимах to осуществл етс  передача энергии t переводом сети в неполнофазный режим l.

Недостатком таких ВЫСОКОЕЮПЬТНЫХ се- тей  вл етс  невозможность передачи бот ших величин мощности по условию допуск 15 тимой не симметрии в питающих генераторах и комплексной нагрузке за счет по влени  значительных токов обратной пооледовательности .

Наиболее близкой к предлагаемой  в,- 20 л етс  высоковольтна  сеть, содержаща  .трансформатор и линию электро1юредачи, в цепь вторичной обмотки трансформатора , соединенной в треуголь1Пйс, включе-

;ны параллельно соединенные конденсатор и коммутационный аппарат, причем при неполнофазном режиме происходит раошунтирование конденсатора в соответствуют щей фазе дл  компенсации индуктивного сопротивлени  С2.

Недостатке втой сети  вл етс  то, что эффект симметрировани  достигаетс  только дл  схемы с оаноцепной радиальной линией, работающей в блоке с двухобмоточным траисформаторс««.

Цель изобретени  - расширенве области применени .

Поставленна  цель достигаетс  в высоковольтной электрической сети, содержащей трансформаторы с заземленной нейтралью, линию электропередачи и по крайней мере одио устройство дл  симметрировани  веполнофазного режима, состо щее по крайней мере из одной цепи GB параллельно соединенных коноенсатора в коммутационного аппарата, благодар  тому, что аайтрЗль по крайней мере однск го трансформатора заземлена через уст3942 ройство дл  сш 1метрировани  неполнофазного режима, при этом сопротивление конденсатора на промышленной частоте равно по модулю 1/3 индуктивного сопротивлени  цепм нулевой последовательности в которую включен конденсатор. Параллельно конденсаторам включены заш.итные элементы с пороговой характеристикой срабатывани . В неполнофазном режиме указанна  лини  подсоединена к обмотке трансформатора , друга  обмотка которого, собран- на  в треугольник, подсоединена к электрической сети. У части трансформаторов сети, питающихс  от шин трансформатора, в нейтрали которого установлены конденсаторы, между нейтральным выводом и контуром заземлени  подстанции установлены па- раллельно защитный элемент с пороговой характеристикой срабатывани  и коммутационный аппарат. На фиг. 1 показана предлагаема  высоковольтна  сеть; на фиг. 2 - та же высоковольтна  сеть, в которой параллельно конденсаторам и коммутационным аппаратам включены защитные элементы-, на фиг. 3 - высоковольтна  сеть, содержаща  на приемном (передающем) конце линии электропередачи два автотрансфору1атора. или трехобмоточных трансформатора, подключенных к разным секци м сборных шин в которой и неполнофазнсы режиме работы Линии электропередачи они питаютс  от выделенной секции шин через один иа имеющихс  на подстанции автотрансформаторов (трехобмоточных трансформаторов который получает питание от системы через обмотку соединенную в треугольник. На фиг. 4 - высоковольтна  сеть, в которой у части трансформаторов сети, питающихс  от шин автотрансформатора, в нейтрали которого установлень конде саторы , между нейтральным выводом и контуром заземлени  подстанции установлены параллельно защитный элемент с пороговой характеристикой срабатывани  и коммутационный аппарат. Высоковольтна  электрическа  сеть (фиг. 1) состоит из генератора (источника питани ) 1, трансформатора (автотрансформатора ) 2, установленного да передающей подстанций и подключенного к шинам 3 этой подстанции. К этим же шинам подключена нагрузка 4 и высоковольтна  лини  5, соедин юща  с по .мощью коммутационных аппаратов 6 и 7 шины 3 переда мцей подста1Ш1ги с шинами 8 прпокпюи шдсташпш, на которой 94 установлен трансформатор (автотрансформатор ) 9, шггающий нагрузку 1О. От шин 8 приемной подстанции питаетс  также нагрузка 11. Посредством коммутационных аппаратов 12 к линии 5 присоединен трансформатор (автотрансформатор) 13 промежуточного отбора, к которому подключена нагрузка 14. В точках 15,16 и 1 7 поврежде нна  фаза отключе на соот- ветственно от шин 3 передающей подстанции , от трансфор 1атора (автотрансформатора ) 13 промежуточного отбора и от шин 8 приемной подстанции. В рассечку глухозаземленных нейтралей трансформаторов (автотрансформаторов) 2, 9 „13 включены конденсаторы 18 и коммутационные аппараты 19.. Параллельно конденсаторам 18 и коммутационным аппаратам 19 высоковольт- ной электрической сети (фиг. 2) установлены защитные элементы 20 с пороговой характеристикой срабатывани . в нормальном режиме работы ВЛ фазами коммутационные аппараты 6, 7, 12 и 19 включены. При аварийном повреждении одной из фаз высоковольт цой линии 5 (фиг, 1), при необходимости организации пофазного ремонта или пофазной плавки гололеда поврежденна  фаза; с помощью коммутационных аппаратов 6, 7 и 12 отключаетс  как от шш 3 и 8, так и от обмотки ВН трансформатора (автотрансформатора) 13 промежуточного отбора мощности. При этом мощность передаетс  по оставшимс  в работе двум фазам ВЛ и земле. В этом случае при включенных коммутационных аппаратах 19 режим работы высоковольтной сети аналогичен неполнофазному режиму работы сети с глухозаземленной нейтралью. С целью устранени  недостатков, присущих данному режиму, в рассечку глухозазем ленных нейтралей включены конденсаторные батареи 18. Известно, что по вление токов обратНой последовательности существенно ут жел ет услови : работы вращающихс  машин нагрузки и источника питани . Соотношени  между токами обратной и нулевой последовательности обратно пропорциональны входным комплексным сопротивлени м эквивалентных схем этих последовательностей, определенных . относительно мест продольной несимметрии 15, 16 и 17 реальной высоковольтной сети. Важно учесть, что входные сопротивлени  схемы нулевой последовательности нос т, в основном, индуктивный характер. 5 CmDKeHvie токов обратной последовательности может быть достигнуто за счет сн жени  эквивалентных входных сопрот шле НИИ схемы нулевой последовательности относительно мест разрыва реальной сети Так как реальные сопротивлени  нулевой последовательности отдельных элементов сети определ ютс  параметрами этих элементов и дл  конкретней сети неизменны, то снижение величин входных сопротивлений схемы нулевой последовательности достигнуто за счет включени  в нейтрали соответствующих трансформаторов батарей конденсаторов. Электричес кое сопротивление этих конденсаторов на промышленной частоте в вдеале должно равн тьс  по модулю 1 /3 индуктивного сопротивлени  той ветви эквивалентной схемы замещени  нулевой последователь ности, в рассечку которой включена емкость конденсаторов. При этом модули входных сопротивлений схемы нулевой последовательности уменьшаютс , что обеспечивает существенное улучшение режима работы реаль ной сети. После восстановлени  нормального режима работы высоковольтной сети конденсаторов батареи, после некоторых видоизменений в схеме их соедине ни  могут быть использованы как обычные конденсаторы поперечной либо продольной компенсации реактивной мощности высоковольтной сети. Следует указать, что реализаци  вы соковольтной сети в соответствии с прин ципиальной схемой (фиг. 1} требует уста новки конденсаторов завьпиенной мощности и измен ет параметры аварийнь1х ре .жимов сети. Вариант сети, в котором реализованы все достоинства нормального режима и п мере возможности устранены недостатки, св занные с ут жением аварийных режимов , представлен на фиг. 2. При по влении на конденсаторах пере- напр жений аварийного режима защитный элемент 20 (фиг. 2) срабатывает и шунтирует конденсаторную батарею, преп тству  ее повреждению и обеспечива  услови  протекани  аварийных режимов, аналогичные как дл  схемы сети .без ко денсаторов. Коммутационный аппарат 19 служит; дл  обеспечени  ввода и вывода батареи из работы, а также дл  гашени  электрической дуги в защитном элементе 20 при его срабатывании. В высоковольтной сети, реализован ной в соответствии с фиг. 1 и 2, пос09 редством установки конденсаторов 18 достигаетс  компенсаци  индуктивного сопротивлени  только дл  одного элемента схемы замещени  нулевой последовательности . При наличии разветвленной нагрузки , питающейс  от щин, к которым подключен трансформатор (автотрансформатор ) 2, 21, 9 и 22, более эффекттжными  вл ютс  варианты высоковольтной сети , представленные на фиг.. 4 и 5. На фиг. 3 на приемной и передающей подстанци х установлено по два автотраноформатора (трехобмоточных трансформатора ) 2 и 21, 9 и 22, подключенных при этом к отдельным секци м 3 и 23, 8 и 24, шин, и питающих нагрузки 4, 25, 26, 10, 11 и 27. В неполнофазном режиме линии электропередачи 5 коммутационные аппараты 28, 29, ЗО vi 31 отключены. Коммутационные аппараты 32, 33, 34 и 35 включены. У трансформатора 36 сети, питающегос  от шин автотрансфор матора 13 и питающего нагрузку 37, в нейтрали установлены конденсаторы 18. У трансформатора 36 сети, установленном на противоположном конце линии электропередачи 38, отход щей от щин автотрансформатора 13, в нейтрали которого установлены конденсаторы 18, между нейтральным выводом и контуром заземлени  установлены параллельно ком мутационный аппарат 19 и защитный элемент 20 с пороговой характеристикой срабатывани . При реализации высоковольтной сети в неполнофазном режиме работы линии электропередачи 5 выключатели 28, 29, ЗО и 31 отключены, выключатели 32, 33, 34 и 35 включены. Таким образом обеспечиваетс  питание линии электропередачи от вьзделенной секции шин через один из-имеющихс  на подстанции автотрансформаторов или трехобмоточных трансформаторов, который, в свою очередь , питаетс  от .системы через обмот ку, соединенную в треугольник. В данном случае в отличие от вариантов высоковольтной сети, приведенных на фиг. 1 и 2, обеспечиваетс  компенсаци  индуктивного сопротивлени  ветви схемы нулевой последовательности. При установке конденсаторов 18 в нейтрали автотраноформатора 21 обеспечиваетс  компенсаци  индуктивного сопротивлени  ветви схемы нулевой последовательности, включа  индуктивности автотрансформатора 21 и части линии эле ктроперэедачи 5 до точки несимметрии 16. При установке ковденсаторов в нейтрали автотрансформатора 22 обеспечиваетс  компенсаци  индуктивного сопротивлени  автотрансформатора 22 и части линии электропередачи 5 до точки несимметрии 16.

Значени  эквивалентных входных сопротивлений схемы нулевой последовательности относительно мест разрыва по cpaEнению с вариантами высоковольтной се - ти (фиг. 1 и 2) значительно уменьшают с .

При наличии эквивалентной нагрузки, питающейс  от обмотки среднего напр н жени  автотрансформатора 13 через трансформаторы с заземленной нейтралью установка конденсаторов в 1дайтрали а&тотрансфо1Е атора 13 нецелесообразна, поскольку в этом случае конденсаторы не оказывают существенного вли ни  на режим работы высоковольтной сети.

Установка конденсаторов 18 в нейтрали трансформатора 36 щунтирует зкв валентную нагрузку 14 за счет компенсации индуктивности трансфо латора 36 в схеме нулевой последовательности, что существенно улучшает режим.

Установка конденсаторов 18 в нейтрали автотрансформатора. 13 целесообразна в том случае, если существует возмож . ность заземлени  нейтралей всех траноформаторов нагрузки, литающихс  от обмотки среднего напр жени  автотраноформатора 13 через искровой прсмелсу- ток. В качестве примера на фкг. 5 показано заземпениэ через искровой проме жуток 2О нейтрали трансформатора 36 нагрузки, питающегос  от обмотки среднего .напр жени  автотрансформатора 13 через линию электропередачи 38. Конденсаторы 18 установлены в этом случае в нейтрали автотрансформатора 13 и обеспечивают компенсацйо его иадук- тивного сопротивлени  нулевой последовательности .

Реализаци предпопагаемого изобретени  позволит резко повысить надежность работы высоковольтных трехфазных се тей , что в р де . .случаев позволит отказатьс  от сооружени  дополнительных воздушных линий.

Claims (4)

1.Высоковольтна  электрическа  сеть, содержаща  трансформаторы с заземленной нейтралью, линию электрогоредачи

и по крайней мере одно устройство дл  симметрировани  веполнофазного режима, состо щее по крайней мере из одной цепи из параллельно соединенных конденсатора и коммутационного аппарата, отличающа с  тем, что, с целью раоширени  области применени , нейтраль по крайней мере одного трансформатора заземлена через устройство дл  симметрировани  иеполнофазного режима, при этом сопротивление конденсатора на промышленной частоте равно по модулю 1/3 индуктивного сопротивлени  цепи нулевой последовательности, в которую включен конденсатор.

2.Высоковольтна  сеть по п. 1, отличающа с  тем, что паралледьг.. но конденсаторам включены защитные элементы с пороговой характеристикой срабатывани .

3.Высоковольтна  сеть по п. 1, о т личающа с  тем, что в неполнофазном режиме указанна  лини  по; соединена к обмотке трансформатора, друга  обмотка, которого, собранна  в треугольник , подсоединена к электрической сети.

4.Высоковольтна  сеть по п. 1, о т личающа с  тем, что у части трансформаторов сети, питающихс  от шив трансформатора, в нейтрали которого установлены конденсаторы, между нейтральным выводом и контуром заземлени  подстанции установлены параллельно защитный элемент с пороговой характериртикой срабатЪ1вани  и коммутационный аппарат.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Рудь В.Ф. Электроснабжение двум  фазами по сет м с заземленной нейтралью . Труды Саратовского института механизации сельского хоз йства. 1967, выц. 40.

2.Авторское .свидетельство СССР N«.331427, кл. Н 02J 3/26, 1970.

/ iXj)

жпп

in

26

20

1