Способ плавки гололеда на проводах вл и устройство для его осуществления. Схемы плавки гололеда постоянным токомСистема плавки гололеда постоянным токомПолезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при плавке гололеда высоковольтных линий постоянным током с использованием земли в качестве обратного провода. При плавке гололеда на проводах постоянным током возникает необходимость использования земли в качестве обратного провода. Это схемы: «фаза-земля», «три фазы - земля», «змейка» и их модификации. Применение таких схем позволяет увеличивать длину проплавляемой линии, сократить время плавки и сократить количество циклов плавки. Поэтому плавка постоянным током проводов высоковольтных линий с использованием земли, выгодна как с технической (возможность плавки высоковольтных линий длиной 100 и более км), так и с экономической (уменьшение времени плавки и количества циклов плавки) точек зрения. Однако использование земли в схемах плавки постоянным током имеет один недостаток. Для выполнения процесса плавки приходится использовать контур заземления подстанции в качестве рабочего заземлителя выпрямительной установки. При этом происходит затекание постоянного тока в глухозаземленные нейтрали силовых трансформаторов подстанции. Это приводит к увеличению токов холостого хода и потерь в стали трансформатора. Известно устройство плавки гололеда на проводах высоковольтных линий (патент РФ № 2435266, H02G 7/16, 27.11.2011), содержащее управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу постоянного тока управляемого выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других тиристора имеют общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей управляемого выпрямителя имеет по одному формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления при этом стэк мостового коммутатора содержит шесть последовательно включенных тиристоров так, что два центральных тиристора включены встречно по отношению к четырем другим, причем анод первого тиристора соединен первой внешней перемычкой с анодом пятого тиристора, а катод шестого тиристора соединен второй внешней перемычкой с катодом третьего тиристора, а управляемый выпрямитель и коммутатор расположены внутри контейнера. Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Известно также устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушной линии (патент РФ № 2422963, H02G 7/16, 27.06.2011), содержащее дополнительный источник питания, подключенный посредством выключателя к концам соединенных в параллель друг с другом первичных обмоток сериесного трансформатора, вторичные обмотки которого присоединены в рассечку в фазы ВЛ и зашунтированы разъединителем или подключенный посредством выключателя к трехфазному мостовому управляемому преобразователю, в котором параллельно управляемым вентилям прямой проводимости присоединены дополнительные управляемые вентили обратной проводимости, зажимы постоянного тока преобразователя присоединены через второй разъединитель к концам соединенных в параллель друг с другом первичных обмоток сериесного трансформатора, вторичные обмотки которого присоединены в рассечку в фазы ВЛ и зашунтированы разъединителем или соединенный посредством выключателя с трехфазным мостовым управляемым преобразователем, в котором параллельно управляемым вентилям прямой проводимости присоединены дополнительные управляемые вентили обратной проводимости, зажимы постоянного тока преобразователя присоединены через второй разъединитель к концам первичных обмоток однофазного сериесного трансформатора, вторичная обмотка которого включена в рассечку между нейтралью сетевого трансформатора и рабочим заземлением подстанции и зашунтирована разъединителем. Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Известно преобразовательное устройство контейнерного типа для комбинированной установки плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, содержащее расположенные внутри транспортного контейнера тиристорные модули, собранные в схему трехфазного преобразовательного моста, блоки управления тиристорными модулями и систему принудительного воздушного охлаждения, а также первичную систему управления, расположенную вне контейнера, при этом тиристорные модули собраны в схему фазы преобразовательного моста, параллельно полюсам фазы преобразовательного моста подсоединен разъединитель с электромеханическим приводом, также расположенный внутри контейнера, а наружу контейнера выведены анодный, катодный и фазный терминалы фазы преобразовательного моста, причем первичная система управления формирует как сигналы на блоки управления тиристорными модулями, так и сигналы управления электромеханическим приводом на замыкание или размыкание разъединителя (патент РФ № 2390895, H02G 7/16 H02J 3/18, 27.05.2010). Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий электропередачи (патент РФ № 2235397, H02G 7/16, 10.11.2003), содержащее однофазный преобразователь, питание которого осуществляется от вспомогательного трехфазного трансформатора через разъединители и выбранную для плавки гололеда фазу воздушной линии, в котором к зажимам постоянного напряжения однофазного преобразователя присоединена конденсаторная батарея, параллельно полностью управляемым вентилям присоединены обратные диоды, а зажим переменного тока однофазного преобразователя, соединенный с землей, параллельно соединен с грозозащитным тросом. Недостатком ближайшего аналога является длительное время плавки гололеда и невысокое качество электроснабжения потребителей. Задача полезной модели - улучшение качества электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки. Технический результат полезной модели - уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и, соответственно, снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что система плавки гололеда, содержащая силовой трансформатор и заземляющие разъединители плавки гололеда, согласно полезной модели, содержит выпрямительную установку, параллельно полюсам которой, подсоединены заземляющие разъединители плавки гололеда, выполняющие функцию выносных заземлителей и выполненные в виде трехполюсного разъединителя, контакты которого с одной стороны соединены с проводами проплавляемой воздушной линии, а с другой стороны заземлены, при этом заземляющие разъединители плавки гололеда установлены на некотором расстоянии от подстанции, при отсутствии металлической связи между контуром ее заземления и контуром заземления заземляющих разъединителей плавки гололеда. Отсутствие металлической связи является необходимым условием, т.к. в противном случае ток плавки затечет на контур заземления подстанции и далее в нейтрали трансформаторов, имеющих металлическую связь с контуром заземления. В качестве заземляющих разъединителей плавки гололеда можно также использовать три однополюсных разъединителя. Это позволит выполнять плавку гололеда, используя не только схему «3 фазы - земля», но и другие схемы: «фаза - земля», «фаза - фаза», «две фазы - фаза». При использовании последней схемы можно подключить заземляющее устройство, что позволит увеличить ток плавки и, следовательно, сократить время плавки. Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг. изображена схема плавки гололеда постоянным током с использованием заземляющего разъединителя плавки гололеда. Система плавки гололеда постоянным током содержит выпрямительную установку 1, к которой подключен силовой трансформатор 2 и заземляющий разъединитель плавки гололеда 3. Порталы 4 подстанций З1 и З2 соединены проводами проплавляемой воздушной линии 5, установленными на концевых опорах 6. Система плавки гололеда постоянным током работает следующим образом. При выполнении процесса плавки ток плавки, протекая по проводам воздушной линии 5 и по включенному и заземленному заземляющему разъединителю плавки гололеда 3 через землю попадает вновь на контур заземления подстанцию З1 и сразу же к тиристорному модулю выпрямительной установки, минуя при этом контур заземления подстанции З2 и, соответственно, глухо заземленные нейтрали силовых трансформаторов 2 подстанции З2. Итак, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить общее время плавки гололеда на проводах и, соответственно, снизить экономические потери энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям, а также улучшить качество электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки. bankpatentov.ru МУ 34-70-028-82 Методические указания по плавке гололеда постоянным током. Часть 2, МУ (Методические указания) от 01 января 1983 года №34-70-028-82МУ 34-70-028-82 Срок действия с 1.01.83до 1.01.90*_______________________* См. ярлык "Примечания". РАЗРАБОТАНО Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроэнергетики (ВНИИЭ) и Львовским ордена Ленина политехническим институтомСОСТАВИТЕЛИ В.В.Бургсдорф, Л.Г.Никитина (ВНИИЭ), Л.А.Никонец, П.Р.Хрущ (ЛПИ)УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистемЗаместитель начальника К.М.АнтиповГлавниипроектомГлавный инженер В.К.Гусев 1. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СХЕМ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМПодстанции с регулированием напряжения посредством изменения коэффициента трансформациитрансформаторов и автотрансформаторов 1.1. В тех случаях, когда плавка гололеда переменным током неосуществима при данной мощности трансформаторов подстанции и заданных номинальных напряжениях, следует предусматривать плавку гололеда постоянным током. Для этих целей могут использоваться преобразователи BУKH-1200-14000, ВУКН-1600-14000, ВУКН-1200-8000.Преобразователи выполняются на неуправляемых вентилях по трехфазной мостовой схеме.Первые два типа преобразователей предусмотрены для работы от шин напряжением 10,5 кВ, а третий - 6,3 кВ. Установка специального трансформатора для питания преобразователя допускается только при отсутствии на подстанции необходимых ступеней номинального напряжения. Преобразователи, рассчитанные на напряжение 10,5 кВ, могут подключаться к шинам 6,3 кВ.В зависимости от параметров обогреваемых ВЛ может быть применено параллельное (до трех преобразователей) и последовательное (до двух преобразователей), а также последовательно-параллельное их соединение.Один из полюсов преобразователя, включенного в схему обогрева ВЛ, должен быть заземлен. При последовательном соединении преобразователей заземляется перемычка, соединяющая полюсы преобразователей. При этом напряжение на преобразователь подается от отдельных секций шин, между которыми не должно быть гальванической связи. 1.2. Подключение преобразователей к шинам 6-10 кВ обусловливает некоторые особенности в работе электрической сети, работающей параллельно с преобразователем.В нормальном режиме подключение преобразователя к шинам 6-10 кВ эквивалентно заземлению нейтрали через вентили преобразователя. На изоляцию сети при этом накладывается постоянное напряжение, равное половине амплитуды линейного напряжения. В силу этого в аварийных режимах работы сети 6-10 кВ, к которой подключен преобразователь, например, при несимметричных КЗ со стороны питания преобразователя (однофазное КЗ на шинах, пробой плеча преобразователя) , в токах повреждения появляется постоянная составляющая, а их амплитуда за счет постоянных составляющих увеличивается по сравнению с амплитудой тока КЗ на полюсах преобразователя до 2 раз. Это может привести к отказу выключателя, а также к ложной работе релейной защиты, питающейся от трансформаторов тока. Поэтому необходимы устройства защиты, ограничивающие воздействия, вызванные включением преобразователей, и обеспечивающие достаточную чувствительность при первичных токах с постоянными составляющими*.________________* Нестандартное оборудование поставляется Львовским политехническим институтом.Для уменьшения воздействий, связанных с работой преобразователя, целесообразно при возможности осуществлять его питание от отдельной секции шин, не имеющей электрической связи с распределительной сетью.Пониженный уровень изоляции преобразователя для плавки гололеда по сравнению с уровнями изоляции оборудования электрической сети, от которой он питается, требует специальной защиты установки плавки гололеда (УГП) от перенапряжений.Для ограничения токов короткого замыкания преобразователей УПГ следует применять токоограничивающие реакторы, уменьшающие мощность короткого замыкания источника питания. Необходимое значение сопротивления реакторов в зависимости от мощности КЗ на шинах источника питания можно определять по кривым рис.1-3. Рис.1. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1200-8000 (выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюсаРис.1. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1200-8000(выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюса (Р2 по рис.4) При однофазном КЗ на шинах - кривые 1, 2 и 3 при =0, 0,28 и 56 Ом соответственно;для пробоя плеча преобразователя - кривая 4 Рис.2. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1200-14000 (выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюсаРис.2. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1200-14000(выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюса (P2 по рис.4) При однофазном КЗ на шинах - кривые 1, 2 и 3, 4 при =0, 0,28, 0,56 и 1,12 Ом соответственно;для пробоя плеча преобразователя - кривая 5 Рис.3. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1600-14000 (выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюсаРис.3. Сопротивление токоограничивающего реактора и преобразователя ВУКН-1600-14000(выпуска с 1978 г.) с БДВК и реактором в цепи полюса (Р2 по рис.4) При однофазном КЗ на шинах - кривые 1, 2 и 3 при =0, 0,28 и 0,56 Ом соответственно;для пробоя плеча - кривая 4 1.3. Принципиальная схема УПГ приведена на рис.4. Основным элементом защиты УПГ является быстродействующий дуговой высоковольтный короткозамыкатель (БДВК), обеспечивающий перевод опасных несимметричных коротких замыканий в трехфазное замыкание с меньшими токами. Быстродействие БДВК обеспечивается введением в пространство между силовыми электродами двух вспомогательных электродов. Устройства защиты подают сигнал на отпирание тиристорного контактора (ТК), вследствие чего между вспомогательными электродами возникает электрическая дуга, шунтирующая промежутки между силовыми электродами. Тиристорный контактор следует питать от шин 0,4 кВ, напряжение на которых не должно понижаться ниже 70% номинального при коротком замыкании между полюсами преобразователя. Типовые схемы релейной защиты, управления и автоматики УПГ приведены на рис.5-10. Рис.4. Схема установки плавки гололеда (УПГ) постоянным токомРис.4. Схема установки плавки гололеда (УПГ) постоянным током: БДВК - быстродействующий дуговой высоковольтный короткозамыкатель;ТК - тиристорный контактор; ТП - трансформатор поджига Рис.5. Схема релейной защиты УПГ (токовые цепи и цепи напряжения)Рис.5. Схема релейной защиты УПГ (токовые цепи и цепи напряжения): РТ1-PT5 - реле тока РТ 40/6, 1,56 А; РТ8-РТ11 - реле тока РТ 40/2, 0,52 А;Рh2, Ph3-PH7 - реле напряжения РН 53/60, 1560 B; БТ - блок трансреакторов;ТК - тиристорный контактор; A1-A3 - амперметр Э 378; 1БИ - блок испытательный БИ4;2БИ - блок испытательный БИ6 Рис.6. Схема релейной защиты УПГРис.6. Схема релейной защиты УПГ (токовые цепи и цепи напряжения - продолжение к рис.5): РТ6, РТ7 - реле тока РТ 40/6, 1,56 A; PT12РT14 - реле тока РТ 40/2, 0,52 А;РН3РН5 реле напряжения РН 54/160, 40160 В; БТ - блок трансреакторов;5БИ, 6БИ - блок испытательный БИ4; 3БИ - блок испытательный БИ6 Рис.7. Схема релейной защиты УПГ (оперативные цепи)Рис.7. Схема релейной защиты УПГ (оперативные цепи): 2РП - реле промежуточное РП-23, 220 В; 1PB - реле времени ВС 10-33, 220 В;2РВ - реле времени ЭВ 143, 220 В; 6РУ20РУ - реле указательное РУ 21/0,015 А;6С - сопротивление ПЭ 50, 4700 Ом; 7С9С - сопротивление ПЭ 50, 10000 Ом;2Н5Н - отключающее устройство НКР 2; 1T, 2T - тиристор ТД 320Б; ЗТ - тиристор КУ 201Е;Д1Д6 - диод МД 226Б; 1С, 2С - сопротивление МЛТ 2, 100 Ом;1ПТ - трансформатор однофазный 50 ВА, 1000/50 В Рис.8. Схема тиристорного контактора релейной защиты УПГРис.8. Схема тиристорного контактора релейной защиты УПГ Рис.9. Схема управления УПГРис.9. Схема управления УПГ: 1РП - реле промежуточное РП 232; 3РП, 4РП - реле промежуточное РП 23, 220 В;6РП11РП - реле промежуточное РП 23, 220 В; 1РУ, 2 РУ - реле указательное РУ 21/0,5, 0,5 А;3РУ, 4РУ - реле указательное РУ 21/220, 220 В; 5РУ - реле указательное РУ 21/0,015, 0,015 А;1С - сопротивление ПЭ 50, 1 Ом; 2C - сопротивление ПЭ 50, 1000 Ом; Л3 - арматура сигнальнаяс зеленой линзой АСДС, 220 В; ЛК - арматура сигнальная с красной линзой АСДС, 220 В;ЛБ - арматура сигнальная с белой линзой АСДС, 220 В; КУ - ключ управления П УШ, ВФ-1а, 46 А;1АВ - автоматический выключатель АК 63, 10 А; 1ПР - предохранитель ППТ 10;9РП - реле промежуточное РП 251, 220 В; 1H - отключающее устройство НКР 2 Рис.10. Схема управления и сигнализации УПГРис.10. Схема управления и сигнализации УПГ: 1P - рубильник трехполюсный Р 32, 250 А; 2АВ - автоматический выключатель А 3120, 500 В, 100 А;5ПР - предохранитель ППТ 10; КУ - ключ управления П УШ ВФ-1а, 46 А; 3АВ5АВ - автоматическийвыключатель А 3120, 40 А; 6АВ - автоматический выключатель А 3120, 500 В, 100 А;1ПМ3ПМ - пускатель магнитный ПА 322, 380 В; РН6 - реле напряжения РН 54/320;РT7 - реле тока РТ 40/6, 1,56 А; 1КО3КО - кнопка КЕ 011-1; 1КО3КО - кнопка КЕ 011-1;1КВ3КВ - кнопка КЕ 011-3; 1КВ3КВ - кнопка КЕ 011-3; 2ЛЗ4ЛЗ - арматура сигнальнаяс зеленой линзой - АС 220; 3С5С - сопротивление ПЭ 50, 3300 Ом; Гуд. - сирена СС 1, ~220 В, 40 Вт; ТК - тиристорный контактор 1.4. Дугогасящие катушки на период плавки должны быть отключены. Чтобы сохранить в работе трансформатор напряжения типа НТМИ, нормально работающий с глухозаземленной нейтралью, в заземляющий провод его нейтрали необходимо включить конденсатор, предотвращающий протекание тока по обмоткам трансформатора, и активное сопротивление для предотвращения феррорезонанса (рис.11). При этом изоляция нейтрального вывода трансформатора напряжения должна выдерживать дополнительно наложенное постоянное напряжение. Поэтому на период плавки гололеда трансформаторы НТМИ-6-66 и НТМИ-10-66 с изоляцией нейтрального вывода до 1 кВ (выпускаемые с 1968 г.), гальванически связанной с УПГ, должны отключаться. Рис.11. Схема включения трансформатора напряжения НТМИ 6-10 кВ (выпуска до 1968 г.)Рис.11. Схема включения трансформатора напряжения НТМИ 6-10 кВ (выпуска до 1968 г.) 1.5. Трансформаторы напряжения НКФ, подключенные к линии, на которой предусматривается плавка гололеда постоянным током, должны быть присоединены с помощью конденсатора (рис.12), либо отключены. Рис.12. Схема подключения трансформатора напряжения НКФ к линии, на которой предусматривается плавка гололеда постоянным токомРис.12. Схема подключения трансформатора напряжения НКФ к линии, на которой предусматривается плавка гололеда постоянным током 1.6. Если преобразователи для плавки гололеда установлены на подстанции с синхронными компенсаторами (СК), то токи высших гармоник, генерируемые преобразователем, замыкаются через систему и СК. Часть токов высших гармоник, замыкающихся через СК, приводит к дополнительному нагреву его ротора. С увеличением тока плавки и соответственно токов высших гармоник в СК нагрев ротора может достигнуть предельно допустимого. На рис.13 приведены зависимости предельного тока плавки от мощности КЗ на шинах 6-10 кВ (эквивалентного сопротивления системы) с учетом дополнительного нагрева СК токами высших гармоник. Если реальный ток плавки превышает допустимые значения (см. рис.13), синхронные компенсаторы на период плавки необходимо отключать. При невозможности отключения СК последовательно с ними должен быть включен реактор, ограничивающий часть тока гармоник, замыкающегося через СК. Сопротивления реактора могут быть найдены по рис.14, а реактивная мощность СК может быть определена по рис.15. Рис.13. Допустимый ток плавки гололеда при параллельной работе УПГ с синхронным компенсатором (СК)Рис.13. Допустимый ток плавки гололеда при параллельной работе УПГ с синхронным компенсатором (СК): 1 - синхронный компенсатор КС 15000 - II; 2 - синхронный компенсатор КС 30000 - II: 3 - синхронный компенсатор КСВ 37500 - II; 4 - синхронный компенсатор КСВ 75000 - II Рис.14. Сопротивление реактора в цепи СК при различных токах плавкиРис.14. Сопротивление реактора в цепи СК при различных токах плавки (): 1-3 - для синхронных компенсаторов КС 15000, КС 30000 и КСВ 37500 при =1200 А;4-7 - для синхронных компенсаторов КС 15000, КС 30000; КСВ 37500 и КСВ 75000 при =2400 A;8-11 - то же при =3600 А Рис.15. Максимальная мощность СК с реактором в цепи статораРис.15. Максимальная мощность СК с реактором в цепи статора: 1 - синхронный компенсатор КС 15000; 2 - синхронный компенсатор КС 30000; 3 - синхронный компенсатор КСВ 37500; 4 - синхронный компенсатор КСВ 75000 1.7. Если преобразователь подключается к шинам 6-10 кВ с конденсаторной батареей, то высшие гармоники тока, генерируемые преобразователем, вызывают дополнительный нагрев конденсаторов. Предельные токи плавки по условию допустимого дополнительного нагрева конденсаторов высшими гармониками тока определяются по кривым рис.16. Рис.16. Допустимый ток плавки гололеда при параллельной работе УПГ с шунтовой конденсаторной батареейРис.16. Допустимый ток плавки гололеда при параллельной работе УПГ с шунтовой конденсаторной батареей: 1 - шунтовая конденсаторная батарея 10,6; 2 - шунтовая конденсаторная батарея 6,1;3 - шунтовая конденсаторная батарея 5,3 1.8. Допускается использование контура заземления подстанций в качестве рабочего заземлителя при плавке гололеда током до 1200 А. В этом случае присоединение полюса преобразователя к контуру подстанции с целью обеспечения термической стойкости горизонтальных и вертикальных электродов заземлителя, а также для уменьшения шаговых напряжений должно быть выполнено тремя лучами (сечение которых должно быть проверено на термическую стойкость) и расходящимися в разные стороны от точки присоединения к полюсу на расстояние не менее 50 м. При этом каждый луч должен быть соединен с элементами контура во всех точках пересечения. Возможность использования контура заземления в качестве рабочего заземлителя при токах свыше 1200 А требует экспериментальной проверки или обоснования в каждом конкретном случае.Контур подстанции, используемый в качестве рабочего заземлителя, должен быть защищен от термического поражения (рис.17 и 18). Рис.17. Защита контура заземления подстанции, используемого в качестве рабочего в схемах плавки гололеда с возвратом тока через землюРис.17. Защита контура заземления подстанции, используемого в качестве рабочего в схемах плавки гололеда с возвратом тока через землю Рис.18. Схема защиты сети переменного тока при возрастании растекания постоянного тока плавки по сетиРис.18. Схема защиты сети переменного тока при возрастании растекания постоянного тока плавки по сети 1.9. При использовании контура заземления подстанции в качестве рабочего заземлителя, появляющееся на нем постоянное напряжение приводит к протеканию части постоянного тока плавки через глухозаземленные нейтрали трансформаторов, установленных на этой подстанции. Это приводит к некоторому увеличению тока холостого хода и потерь в стали трансформаторов.Допустимые значения постоянных токов в однофазных трансформаторах, отнесенные к амплитуде тока холостого хода трансформатора при номинальном напряжении, приведены в табл.1. Таблица 1 Предельные значения подмагничивающих токов для однофазных трансформаторов
Допустимые значения постоянного тока в трехфазных трансформаторах разной мощности в зависимости от рабочего напряжения приведены на рис.19 и 20. Рис.19. Допустимые значения постоянного тока подмагничивания трансформаторов (автотрансформаторов) с магнитопроводами из горячекатаной сталиРис.19. Допустимые значения постоянного тока подмагничивания трансформаторов (автотрансформаторов)с магнитопроводами из горячекатаной стали: - относительное значение постоянного тока, приведенное к амплитуде номинального тока трансформатора; - допустимое переменное напряжение (рабочая индукция) возбуждающей обмотки трансформатора Рис.20. Допустимые значения постоянного тока подмагничивания трансформаторов (автотрансформаторов) с магнитопроводами из холоднокатаной сталиРис.20. Допустимые значения постоянного тока подмагничивания трансформаторов(автотрансформаторов) с магнитопроводами из холоднокатаной стали Обозначения те же, что на рис.19 1.10. При проведении расчетов по определению значений постоянного тока в нейтралях трансформаторов необходимо принимать сопротивления контуров заземления подстанций постоянному току в осенне-зимний период.Если значения постоянных токов превышают допустимые, в нейтрали трансформаторов (автотрансформаторов) следует включить устройства заземления нейтрали (УЗН), препятствующие протеканию в них постоянного тока (рис.21 и 22). Рис.21. Схема подключения устройства заземления нейтрали (УЗН)docs.cntd.ru Способ плавки гололеда на проводах вл и устройство для его осуществленияИспользование: в области электротехники. Технический результат: повышение быстродействия. Способ заключается в последовательном подключении выхода постоянного тока управляемого выпрямителя проводам ВЛ в соответствии со схемой плавки за счет включения соответствующих тиристоров коммутатора, импульсы управления на тиристоры коммутатора подаются как минимум на 20 мс раньше, чем на тиристоры управляемого выпрямителя, а снимаются импульсы управления тиристоров коммутатора как минимум на 20 мс позднее, чем с тиристоров выпрямителя. Устройство содержит управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других - общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей выпрямителя имеет по одном формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроэнергетике. Уровень техники Известны способы плавки гололеда на проводах ВЛ за счет их нагрева переменным [1] и постоянным [2] током. Плавка постоянным током экономически более целесообразна (потери электроэнергии во время плавки переменным током в 5-20 раз больше, чем постоянным). Кроме того, применение переменного тока жестко ограничивает диапазон подбора греющего тока. Возможности плавки постоянным током определяются типом источника - регулируемый (тиристорный) или нерегулируемый (диодный) выпрямитель. При использовании диодного выпрямителя технические недостатки плавки переменным током сохраняются. Известен способ плавки гололеда на ВЛ по схемам «провод - два провода» или «провод - провод» с помощью тиристорного выпрямителя [3], который позволяет регулировать в широких пределах ток плавки на проводах и грозозащитных тросах различных марок и протяженности, а также осуществлять связь с датчиками гололеда и АСУ ТП подстанций. Конструктивно тиристорный выпрямитель выполнен в виде контейнера [4]. Способ по [3] принят нами за прототип. Недостатком известного устройства является длительное «неаппаратное» время плавки из-за необходимости отключать устройство [4] для изменения схемы плавки, причем изменение схемы плавки производится работами по наряду за счет выведения из работы одних и введения в работу других высоковольтных переключателей, что требует значительно большего времени, чем собственно плавка. Сущность изобретения Задача изобретения - уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и, соответственно, снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям, а также улучшение качества электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки. Поставленная задача решается тем, что присоединение проводов ВЛ в соответствии со схемой плавки осуществляется за счет включения соответствующих тиристоров коммутатора, подключенного параллельно выходу постоянного тока высоковольтного управляемого выпрямителя. Импульсы управления на тиристоры коммутатора подаются как минимум на 20 мс раньше, чем подаются импульсы управления на тиристоры управляемого выпрямителя, а снимаются импульсы управления с тиристоров коммутатора как минимум на 20 мс позднее, чем снимаются импульсы управления с тиристоров управляемого выпрямителя. Реализует заявляемый способ устройство для плавки гололеда, которое содержит управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу постоянного тока управляемого выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других тиристора имеют общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей управляемого выпрямителя имеет по одному формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления. Стэк коммутатора содержит шесть последовательно включенных тиристоров так, что два центральных включены встречно по отношению к четырем другим, причем анод первого тиристора соединен первой внешней перемычкой с анодом пятого тиристора, а катод шестого тиристора соединен второй внешней перемычкой с катодом третьего тиристора. Конструктивно управляемый выпрямитель с коммутатором расположены внутри контейнера. Осуществление изобретения Принцип подключения к управляемому выпрямителю 1 коммутатора 2 и порядок включения тиристоров 3-8 коммутатора показаны на фиг.1; при контуре плавки «фаза А - фаза В» - на фиг.1а; при контуре плавки «фаза А-две фазы (В и С)» - на фиг.1б. В первом случае включены тиристоры 6 и 7; во втором - тиристоры 4, 6 и 7. Во всех случаях на конце ВЛ имеется коммутационный пункт 9, находящийся во время плавки в закороченном состоянии. Порядок включения тиристоров при плавке на других фазах - аналогичный. Плавка осуществляется следующим образом. Подаются импульсы управления на соответствующие тиристоры коммутатора 2. Через 20 мс (период промышленной частоты) или более с соответствующим углом регулирования α подаются импульсы управления на тиристоры управляемого выпрямителя 1, на выходе которого формируется положительное напряжение необходимой для данной схемы плавки величины. Автоматически формируется контур плавки, по завершении которой импульсы управления с выпрямителя 1 снимаются. Через время 20 мс или более (когда процессы коммутации в преобразовательном мосте выпрямителя 1 завершаются, и все тиристоры переходят в запертое состояние, а следовательно, постоянное напряжение на выходе выпрямителя 1 становится равным нулю) снимаются импульсы управления с тиристоров коммутатора 2. Затем переходят к формированию следующего контура плавки, подавая импульсы управления на другие тиристоры коммутатора. И так далее до окончания плавки на всех проводах. Структурная схема устройства для реализации предложенного способа плавки приведена на фиг.2. Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей 10.1…10.6, коммутатор 2, расположенные внутри единого транспортного контейнера 11, и первичную систему управления 12. Каждый из шести тиристоров коммутатора имеет собственный формирователь импульсов управления 13.1…13.6, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей 10.1…10.6 управляемого выпрямителя 1 имеет по одному формирователю импульсов управления 14.1…14.6 на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления 13.1…13.6, 14.1…14.6 соединены с выходом первичной системы управления 12. Коммутатор выполнен из шести тиристоров 3-8 в виде столба с единым прижимным устройством (стэка) так, что тиристоры 3, 5, 7 имеют общий анод А, а тиристоры 4, 6, 8 имеют общий катод К. Схема сборки стэка поясняется на фиг.3. Конфигурация коммутатора, соответствующая фиг.1, достигается за счет первой 15 и второй 16 внешних шинных перемычек. Таким образом, поставленная цель - уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ и снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям, а также улучшение качества электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки - достигнута. Источники информации 1. Методические указания по плавке гололеда переменным током. Часть I. МУ 34-70-027-82, М., 1983. 2. Методические указания по плавке гололеда постоянным током. Часть II. МУ 34-70-028-82, М., 1983. 3. Левченко И.И., Засыпкин А.С., Аллилуев А.А., Сацук Е.И. Диагностика, реконструкция и эксплуатация воздушных линий электропередачи в гололедных районах, разд. 5.4. «Схемы соединения проводов для плавки гололеда», М., издательский дом МЭИ, 2007. 4. Патент РФ №2207746, кл. 7 Н05K 7/20, G12B 15/02. Балыбердин Л.Л., Гуревич М.К., Козлова М.А., Шершнев Ю.А. Преобразовательная установка контейнерного типа. Опубл. БИ №18 от 27.06.2003. 1. Способ плавки гололеда на проводах ВЛ, состоящий в последовательном подключении выхода постоянного тока управляемого выпрямителя к проводам ВЛ по схемам «провод - два провода» или «провод - провод», отличающийся тем, что присоединение проводов ВЛ в соответствии со схемой плавки осуществляется за счет включения соответствующих тиристоров коммутатора, причем импульсы управления на тиристоры коммутатора подаются как минимум на 20 мс раньше, чем подаются импульсы управления на тиристоры управляемого выпрямителя, а снимаются импульсы управления с тиристоров коммутатора как минимум на 20 мс позднее, чем снимаются импульсы управления с тиристоров управляемого выпрямителя. 2. Устройство плавки гололеда на проводах ВЛ способом по п.1, содержащее управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу постоянного тока управляемого выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других тиристора имеют общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей управляемого выпрямителя имеет по одному формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стэк мостового коммутатора содержит шесть последовательно включенных тиристоров так, что два центральных тиристора включены встречно по отношению к четырем другим, причем анод первого тиристора соединен первой внешней перемычкой с анодом пятого тиристора, а катод шестого тиристора соединен второй внешней перемычкой с катодом третьего тиристора. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что управляемый выпрямитель и коммутатор расположены внутри контейнера. www.findpatent.ru Плавка льда
Необходимость борьбы с гололедными явлениями на линиях ЛЭП обычно возникает в периоды межсезонья , с неустойчивой температурой и влажностью воздуха, возникающих осадков , усилением ветра и как следствие понижением температуры. Как правило изменение погодных условий происходит очень быстро, температура воздуха падает стремясь к 0 гр.С.,что способствует образованию наледи на проводах. Плавка переменным током промышленной частоты получила широкое распространение на ЛЭП 6-35 кВ, реже 110 кВ. На линиях более высоких ступеней напряжений плавка гололеда производится постоянным током. Это связано с рядом специфических причин присущих ЛЭП высших напряжений,- протяженность ЛЭП, параметры линий, сечения проводов, индукционной составляющей .Практика показала нецелесообразность применения переменного напряжения для ЛЭП высшего порядка, многократно возрастают потери , что ведет ,для компенсации затрат, к увеличению мощности до 5 раз, это становится невыгодным в первую очередь с экономической точки зрения. Обращаем Ваше внимание, что в связи с большими токами нагрузки по стороне НН все обмотки установок ТПГ и ВПГ мощностью свыше 25 кВА, изготавливаются уникальным методом с использованием медных лент и устройством вежвитковой и послойной изоляции вручную по ГОСТ Р. Существующие методы плавки токами «Короткого замыкания » -однофазное; -двухфазное; -током нагрузки; -змейкой; -увеличением нагрузки на ЛЭП. Все способы имеют свои «плюсы» и «минусы», связанные как с материальной, так и с технической стороной выполнения задачи. Мы стремились разработать устройство сочетающее в себе « золотую середину » , по мобильности, эксплуатационным качествам, и естественно надежности. Надежность продукции , ее качество, наш « основной упор » , как и во всех наших устройствах работающих на основных постулатах электротехники -«Работа электрического тока в сети» в УПГ отсутствуют переключатели по стороне НН,(только переключение Д/Yдо25 кВА) да и трудно себе представить компактный , предназначенный для работы в полевых условиях, переключатель на токи более 1000 А, который можно легко встроить в нашу компактную установку , без существенной переделки конструкции.Да и еще добиться надлежащей надежности изделия при таких токах нагрузки. Наша продукция сконструирована таким образом , чтобы потенциальный Потребитель нес как можно меньше затрат на эксплуатацию нашего оборудования, и она служила долгие-долгие годы. Настоящая таблица представлена исключительно как оптимальный вариант для плавки гололеда в расчетных условиях, угол атаки ветра к ЛЭП- 45 гр.
СХЕМЫ ПРОГРЕВА ЛЭП ТПГ
СХЕМЫ ПРОГРЕВА ЛЭП ВПГ
ЛИДЕР ЗАКАЗОВ 2009-2010 гг. - ТПГ-100/0,4 ДхШхВ-(700х500х1300) мм Масса-670 кг
Внешний вид и габариты ВПГ Масса ВПГ зависит от типа устанавливаемого трансформатора Габариты от 1500х900х1700 мм Выпрямители выполнены в виде моноблока. ВАРИАНТЫ ШАССИ И СТАЦИОНАРНЫХ ПОСТОВ ПЛАВКИ
Варианты комплектации tmkm.ru Устройство для плавки гололеда постоянным током
Р onHCAHHIE ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ Союз Советскмх Соцмалмстмческмх Респубпмк пч649078 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.11.74 (21) 2079652/07 (51) М. Кл. Н 02 G 7/16 с присоединением заявокМК 2079153/07. 2079154/07, 2079173/07, 2079183/07 (23) Приоритет по п.4 от 28.11.74 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и стираний Опубликовано 25 02.79.Бюллетень № 7 Дата опубликования описания 27.02.79 (53) УДК 621.315. .1-75(088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Бургсдорф, Г. А. Генрих, Л. А. Никонец, А. Д. Кондратьев, B. Я. Кузнецов и В. B. Мишин Львовский ордена Ленина политехнический институт и районное энергетическое управление "Сахалинэнерго" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА ПОСТОЯННЪ|М ТОКОМ Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано при плавке гололеда постоянным током на проводах и тросах высоковольтных линий электропередачи. Известно устройство для плавки гололеда постоянным током на проводах высоко- 5 вольтных линий электропередачи, содержащее преобразователь, подключенный к прогреваемому контуру, образованному выделенной для плавки фазой воздушной линии и заземлителями конечных подстанций. Класс напряжения выпрямителя обычно на несколь ко ступеней ниже класса напряжения (1). Осуществление плавки гололеда с помощью такой установки обычно не встречает особых технических препятствий на линиях напряжением до 35 кВ включительно. На линиях более высокого напряжения 110— 220 кВ и выше возникают трудности, обусловленные наводками тока и напряжения промышленной частоты от проводов линии. Кроме того, в установившемся. режиме впрямленный ток преобразователя промодулирован составляющей промышленной частоты, вызываемой наведенной в контуре плавки переменной ЭДС. При глубине модуляции более 0,05 в фазных токах,преобразователя возникают постоянные составляющие, приводящие к несимметричному подмагничиванию магнитопровода питающего трансформатора. При этом имеет место и более широкий гармонический спектр фазных токов преобразователя. Величины наводимых в контуре плавки ЭДС и переменной составляющей выпрямленного тока на линиях до 35 кВ включительно не опасны для выпрямителей класса 10 кВ, используемых для плавки гололеда. На линиях напряжения 110 кВ и выше эти наводки переменного тока и напряжения во многих случаях опасны и недопустимы для таких выпрямителей и питающих их трансформаторов. В результате становится невозможным применение выпрямительных мостов напряжением 10 — 35 кВ, а в ряде случаев и само осуществление плавки гололеда при пофазном выводе проводов линий напряжением 110 кВ и выше. Предлагаемое устройство позволяет избежать влияния всех. отмеченных неблагоприятных факторов и осуществлять плавку гололеда при пофазном выводе проводов линии напряжением 110 кВ и выше с помощью 649078 выпускаемых промышленностью мощных выпрямительных мостов класса 10 и 35 кВ. Целью изобретения является ограничение перенапряжений на выпрямителе, возникающих в контуре плавки гололеда при вводе и выводе его из работы, а также предупреждение протекания через выпрямитель переменной составляющей тока контура плавки. Это достигается за счет подключения параллельно выводам постоянного напряжения фильтра, состоящего из последовательно включенных конденсаторной батареи и реактора, настроенных в резонанс на промышленную частоту. Для уменьшения установленных мощностей, а следовательно, и стоимости элементов фильтра один из элементов фильтра зашунтирован разрядником, например искровым. Для повышения надежности в работе параллельно фильтру установлен коммутирующий аппарат. включающийся при срабатывании упомянутого разрядника. Реактор фильтра может быть подключен последовательно с конденсатором через согласующий трансформатор. Для повышения надежности устройства между точкой присоединения фильтра и выводом постоянного тока преобразователя включено сопротивление. В качестве токоограничивающего сопротивления могут быть использованы провода (тросы) других воздушных линий, отходящих от шин подстанции, на которой установлен преобразователь либо реакторы. Для улучшения технико-.экономических показателей в контур тока фильтра включен регулируемый по фазе и величине источник напряжения промышленной частоты. Б качестве упомянутого источника может быть применен однофазный трансформатор, первичная обмотка которого включена в рассечку нейтрального вывода обмотки высокого напряжения автотрансформатора (трансформатора), подключенного к двум работающим фазам прогреваемой линии. Для более точной компенсации переменного тока наводки в цепи постоянного тока преобразователя целесообразно параллельно вторичной обмотке упомянутого однофазного трансформатора подключить согласующую комплексную нагрузку, параметры которой определяются характером разбаланса элементов фильтра промышленной частоты. Конденсаторная батарея должна выбираться с учетом постоянной составляющей напряжения, равной выпрямленному напряжению выйрямителя. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства плавки гололеда с простейшим. фильтром промышленной частоты, подключенным параллельно выводам постоянного тока преобразователя; на фиг. 2 — аналогичное устройство с фильтром, один из элементов которого зашунтирсгван разрядни5 З5 55 ком; на фиг. 3 — устройство с дополнительным коммутационным аппаратом, шунтирующим фильтр; на фиг. 4 — устройство с фильтром, реактор которого подключен через согласующий трансформатор; на фиг. 5 — устройство, в котором провода линии, используемой для ограничения переменного тока, замыкающегося через преобразователь, подключены между землей и выводом постоянного тока преобразователя; на фиг. 6 — устройство, в котором провода линии, используемой для ограничения переменного тока, замыкающегося через преобразователь, подключены между потенциальным выводом постоянного тока преобразователя и точкой подключения фильтра к прогреваемому контуру; на фиг. 7 — устройство, использующее провода отключенной воздушной линии одновременно для подвода постоянного тока к прогреваемому контуру и для ограничения переменной составляющей тока наводки, замыкающегося через преобразователь; на фиг. 8 и 9 — устройства, использующие реакторы, подключенные соответственно между землей и полюсом преобразователя и между потенциальным выводом постоянного тока преобразователя и точкой подключения фильтра к прогреваемому контуру; на фиг. 10 устройство, содержащее простейший фильтр промышленной частоты, последовательно которому включен источник регулируемого напряжения; на фиг. 11 показаны возможные варианты включения регулируемого источника последовательно в контур тока сложного фильтра промышленной частоты; на фиг. 12 — вариант реализации автоматически регулируемого источника напряжения промышленной частоты. На всех фигурах показаны провода двух фаз и воздушной линии, оставшиеся в работе, третий провод 1 отключен от шин 2, 3 приемной и передающей подстанции и подключен с одной стороны непосредственно к заземлителю 4 и с другой стороны — к заземлителю 5 через параллельно включенные между собой выпрямитель 6 и фильтр, состоящий из батареи конденсаторов 7 и реактора 8. На фиг. 1 фильтр состоит из последовательно включенных между собой конденсаторной батареи 7 и реактора 8, настроенных в резонанс на промышленной частоте. При наличии переменной составляющей тока в контуре плавки к вентилям и изоляции вентилей будет приложено только падение напряжения от переменной составляющей тока контура на фильтре. Поскольку фильтр на промышленной частоте настроен в резонанс, падение напряжения. этой части на нем близко к нулю и определяется в установив, шемся режиме лишь активным сопротивлением фильтра. Основная доля тока промышленной частоты протекает через фильтр 7, 8, ми нуя вы пр я м ител ь 6. 4О Постоянный ток замыкается по контуру: полюс преобразователя — провод линии 1— земля — другой полюс преобразователя. При появлении тока к.з. напряжение на элементах фильтра увеличивается пропорционально увеличению тока наводки в проводе !. На полюса выпрямителя 6 воздействует лишь падение напряжения на суммарном сопротивлении фильтра, обусловленное неточностью настройки его отдельных элементов и наличием активного сопротивления реактора. При появлении токов к.з. в работающих проводах линии 9, 10 наводки в проводе 1 превышают токи наводок в нормальном режиме. Для уменьшения установленной мощности элементов фильтра параллельно одному из них установлен разрядник 11, (фиг. 2). Наиболее удобно разрядник 11 расположить параллельно. реактору фильтра 8. При срабатывании разрядника 11 общее сопротивление фильтра резко возрастает и переменный ток замыкается преимущественно через преобразователь. В связи с кратковременностью такого режима возникающее при этом подмагничивание трансформатора, питающего преобразователь 6, не опасно. В связи с малым расстоянием между электродами разрядника 11 дуга, возникающая при его срабатывании, может не погаснуть, что требует в отдельных случаях отключения работающих фаз 9 и 10 линии, несмотря на ликвидацию к.з. Особо опасно срабатывание разрядника 11 при отключенном питании выпрямителя 6. Из-за отсутствия пути для протекания тока наводки ток через разрядник в этом режиме будет наибольшим. В таких случаях целесообразно применение устройства, показанного на фиг. 3. Параллельно фильтру подключен шунтируюший его коммутационный аппарат 12 для возможности проведения оперативных переключений в цепи питания преобразователя и повышения надежности работы фильтра и разрядников. Команда на включение коммутационного аппарата подается от датчика, реагируюшего на срабатывание разрядника 11. На фиг. 4 фильтр промышленной частоты образован батареей конденсаторов 7 и реактором 8, подключенным последовательно упомянутой батарее конденсаторов через согласующий трансформатор 13. Постоянный ток замыкается по контуру: полюс преобразователя — провод линии 1 — земля — другой полюс преобразователя. Переменный ток, наводимый в проводе 1 токами проводов 9. и 1О, в нормальном режиме работы замыкается в основном через фильтр промышленной частоты. Токи фильтра, не превышающие номинального значения не должны вызвать насыщения магнитопровода. При увеличении тока наводки сверх f0 .f5 З0 номинального значЕния, что имеет Место, например, при коротком замыкании вследствие насышения магнитопровода, резко увеличивается ток намагничивания согласуюшего трансформатора 13. Величина суммарной индуктивности реактора и трансформатора падает, что вызывает рассогласование элементов фильтра. Его результирующее сопротивление возрастает. Пути замыкания токов наводки изменяются. В аварийном режиме токи наводок протекают преимущественно по контуру: провод 1 — выпрямитель 6 — обмотка питаюröåão трансформатора — выпрямитель 6— земля. В связи с кратковременностью существования аварийного режима возникаюшее при этом подмагничивание трансформатора, питающего преобразователь. не опасно. На фиг. 5 — 9 для увеличения сопротивления переменному току в цепь постоянного тока выпрямителя 6 между точкой присоединения фильтра 7, 8 и выводом выпрямителя 6 включено сопротивление. При наличии на подстанции с преобразователем значитель ного количества отходящих воздушных линий их параллельно соединенные тросы могут быть включены в качестве сопротивления 14 между выводом постоянного тока преобразователя 6 и землей. Изоляция тросов должна быть рассчитана на величину падения напряжения от тока плавки на сопротивлении тросов (фиг. 5). Вместо тросов могут быть использованы провода одной из линий электропередачи. Использование проводов особенно эффективно при пофазной плавке на воздушной линии, отходящей от промежуточной подстанции, имеющей электрическую связь с подстанцией, на которой установлен преобразователь. В этом случае фильтр 7, 8 устанавливают на промежуточной подстанции, а плавку производят выпрямителем 6, установленным на другой питающей подстанции (фиг. 6). При необходимости установки фильтра 7, 8 преобразователя 6 на одной и той же подстанции и пофазной плавке на воздушной линии, отходящей от шин промежуточной подстанции, можно использовать провода соединяющей линии 14 одновременно и для подвода постоянного напряжения к прогреваемому контуру (например две фазы) и для распределения тока наводки между параллельно подключенными ветвями выпрямителя 6 и фильтра 7, 8 (одна фаза) как показано на фиг. 7. В тех случаях, когда плавка производится на проводах воздушной линии, отходящей от той же подстанции, на которой установлен выпрямитель 6, а использование проводов или тросов других линий невозможно или нежелательно, целесообразно в качестве сопротивлений использовать реакторы !5 как показано на фиг. 8, 9. 649078 1О Формула изобретения 25 зо Применение реакторов 15 в цепи постоянного тока нс оказывает влияния на режим плавки постоянным током и существенно вли яет на перераспределение току между параллельными ветвями фильтра 7, 8 и преобразователя 6. Включение реактора 15 между выводом преобразователя и землей (фиг. 8) позволяет выбрать его опорную изоляцию минимальной, а также ограничить сверхтоки через вентили преобразователя при коротких замыканиях на землю в питающей сети переменного тока. Подключение реактора 15 между потенциальным выводом преобразователя 6 и точкой подключения фильтра 7, 8 к прогреваемому контуру (фиг. 9) может быть полезным, например, по условиям организации высокочастотной связи по прогреваемому проводу воздушной линии электропередачи. Наличие результирующего нескомпенсировжшого сопротивления фильтра обуслав, ивает з.-ачительный отсос переменного тока в ветвь преобразователя. Для компенсации внутреннего сопротивления фильтра предлагается вкл;очить пОследовательно в его цепь источник напряжения !6 (фиг. 10. 11). Величина и фаза напряжения источника 16 определяется режимом нагрузки, параметрами линии и фазой наведенного тока. Правильно выбранная фаза и величина напряжения источника 16, обеспечивает отсос всего тока наводки в фильтр, что благоприятно сказывается на рсжиме работы питающего выпрямителя 6 трансформатора. Конкретный вариант реализации автоматического регулирования величины и фазы источника напряжения !6 представлен на фиг. 12. Возможность его осуществления основана на наличии жесткой связи между величиной и фазой тока в нейтрали автотранс-. форматора (трансформатора) 17, подключенного к работающим фазам прогреваемой линии, и наведенного тока в отключенной фазе 1 воздушной линии. В качестве источника напряжения используют однофазный трансформатор 13. Вторичная обмотка трансформатора подключена последовательно с фильтром 7, 8. Первичная обмотка подключена в рассечку упомянутого силового автотрансформатора (трансформатора) 17. Коммутационный аппарат 18 при отсутствии плавки включен. После сборки схемы плавки и подачи постоянного напряжения на преобразователь 6 коммутационный аппарат 18 отключают, чем обеспечивают принудительное замыкание тока наводки через фильтр 7, 8. Коэффициент трансформации однофазного трансформатора 13 равен отношению (по модулю) величины тока в нейтрали автотрансформатора 16 и величины наведенного тока в проводе 1. Так как между этими токами из-за влияния активного сопротивления провода 1 имеется некоторый сдвиг по фазе, предлагается для уменьшения отсоса тока в цепь пре образователя 6 подключить параллельно- обмотке трансформатора 13 комплексную нагрузку 19. Характер нагрузки 19 определяется характером разбаланса элементов конкретного фильтра. В каждом отдельном случае параметры нагрузки 19 определяются с помощью элементарного расчета. Требуемая мощность источника напряжения, включенного последовательно с фильтром, как правило не превышает 10 — 15 кВт, установленная мощность элементов фильтра может быть уменьшена во много раз. 1. Устройство для плавки гололеда постоянным током при пофазном выводе из работы проводов воздушной линии электропере-. дачи с подключенными к линиям трансформаторами с заземленными нейтралями, содержащее выпрямитель, отличающееся тем, что, с целью ограничения перенапряжений на выпрямителе, возникающих в контуре плавки гололеда при вводе и выводе его из работы, и предупреждения протекания через выпрямитель переменной составляющей тока контура плавки, параллельно рыводам. постоянного напряжения выпрямителя подключен фильтр тока промышленной частоты. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности, один из элементов фильтра зашунтирован разрядником. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, параллельно фильтру установлен коммутирующий аппарат, включающийся при появлении тока в цепи упомянутого разрядника. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтр содержит трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с емкостью, в цепь вторичной обмотки которого включен реактор. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, между точкой присоединения фильтра и выводом постоянного тока преобразователя включено сопротивление. 6. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что сопротивление включено между потенциальным выводом преобразователя и точкой присоединения фильтра. 7. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что сопротивление включено между выводом преобразователя и землей. 8. Устройство ло пп. и 5, отличающееся тем, что в качестве сопуотивлекия используются провода (тросы) воздушных линий электропередачи. 9. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что в качестве сопротивления используются реакторы. 649078 10. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что, с целью обогрева проводов воздушной линии, питаемой от промежуточной подстанции, связанной линией с полюсом преобразователя, установленного на питающей подстанции, в качестве сопротивления использован один из приводов соединяющей линии, один конец которого заземлен со стороны промежуточной .подстанции, а другой его конец подключен к другому полюсу преобразователя. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей, в контур тока фильтра последовательно включен регулируемый по фазе и величине источник напряжения промышленной частоты. 12. Устройство по пп. 1 и 11, отличаюи ееся тем, что, в качестве регулируемого по фазе и величине источника напряжения про.мышленной частоты применена вторичная обмотка однофазного трансформатора, первичная обмотка которого подключена между нейтралью обмотки высокого напряжения трансформатора (автотрансформатора), соединенного с двумя фазами прогреваемой воздушной линии, и землей, 13. Устройство по пп. 1 и 12, отличаю1р и1ееся тем, что параллельно вторичной обмот. ке однофазного трансформатора, подключенной последовательно в контур тока фильтра промышленной частоты, присоединена согласующая комплексная нагрузка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бургсдорф В. В. Плавка гололеда постоянным током без отключения линий, «Электрические станции», 1945, № 10. 649078 Фиг. 11 фиг. 12 Составитель Л. Никитина Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская Тираж 856 Подписное Редактор Е. Кравцова Заказ 57! /51 ГГНИИПИ Государственного комитета СССР (Io делам изобретений и открыл ий I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ПГГП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4         www.findpatent.ru КТПН для плавки гололеда 6-20 кВ г. Москва ООО ТМКВопросы борьбы с гололедными явлениями на линиях ЛЭП приобретают особую значимость в районах с сильными ветрами , при резких переменах в атмосфере,- ветер , мокрый снег , резкое понижение температуры. Вашему вниманию предлагается широкая линейка трансформаторов и выпрямителей призванных решать вопросы плавки гололеда на ЛЭП различных сечений. Трансформаторы плавки гололеда на ЛЭП ( ТПГ ) Выпрямители для плавки гололеда на ЛЭП ( ВПГ )
Необходимость борьбы с гололедными явлениями на линиях ЛЭП обычно возникает в периоды межсезонья , с неустойчивой температурой и влажностью воздуха, возникающих осадков , усилением ветра и как следствие понижением температуры. Как правило изменение погодных условий происходит очень быстро, температура воздуха падает стремясь к 0 гр.С.,что способствует образованию наледи на проводах. Плавка переменным током промышленной частоты получила широкое распространение на ЛЭП 6-35 кВ, реже 110 кВ. На линиях более высоких ступеней напряжений плавка гололеда производится постоянным током. Это связано с рядом специфических причин присущих ЛЭП высших напряжений,- протяженность ЛЭП, параметры линий, сечения проводов, индукционной составляющей .Практика показала нецелесообразность применения переменного напряжения для ЛЭП высшего порядка, многократно возрастают потери , что ведет ,для компенсации затрат, к увеличению мощности до 5 раз, это становится невыгодным в первую очередь с экономической точки зрения. Обращаем Ваше внимание, что в связи с большими токами нагрузки по стороне НН все обмотки установок ТПГ и ВПГ мощностью свыше 25 кВА, изготавливаются уникальным методом с использованием медных лент и устройством вежвитковой и послойной изоляции вручную по ГОСТ Р. Существующие методы плавки токами «Короткого замыкания » -однофазное; -двухфазное; -током нагрузки; -змейкой; -увеличением нагрузки на ЛЭП. Все способы имеют свои «плюсы» и «минусы», связанные как с материальной, так и с технической стороной выполнения задачи. Мы стремились разработать устройство сочетающее в себе « золотую середину » , по мобильности, эксплуатационным качествам, и естественно надежности. Надежность продукции , ее качество, наш « основной упор » , как и во всех наших устройствах работающих на основных постулатах электротехники -«Работа электрического тока в сети» в УПГ отсутствуют переключатели по стороне НН,(только переключение Д/Yдо25 кВА) да и трудно себе представить компактный , предназначенный для работы в полевых условиях, переключатель на токи более 1000 А, который можно легко встроить в нашу компактную установку , без существенной переделки конструкции.Да и еще добиться надлежащей надежности изделия при таких токах нагрузки. Наша продукция сконструирована таким образом , чтобы потенциальный Потребитель нес как можно меньше затрат на эксплуатацию нашего оборудования, и она служила долгие-долгие годы. Настоящая таблица представлена исключительно как оптимальный вариант для плавки гололеда в расчетных условиях, угол атаки ветра к ЛЭП- 45 гр.
СХЕМЫ ПРОГРЕВА ЛЭП ТПГ
СХЕМЫ ПРОГРЕВА ЛЭП ВПГ
ЛИДЕР ЗАКАЗОВ 2009-2010 гг. - ТПГ-100/0,4 ДхШхВ-(700х500х1300) мм Масса-670 кг
Внешний вид и габариты ВПГ Масса ВПГ зависит от типа устанавливаемого трансформатора Габариты от 1500х900х1700 мм Выпрямители выполнены в виде моноблока. ВАРИАНТЫ ШАССИ И СТАЦИОНАРНЫХ ПОСТОВ ПЛАВКИ
Варианты комплектации
tmkm.ru Система плавки гололеда постоянным током
Использование: полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована при плавке гололеда высоковольтных линий постоянным током с использованием земли в качестве обратного провода. Технический результат: уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и, соответственно, снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям Сущность полезной модели: содержит выпрямительную установку, параллельно полюсам которой, подсоединены заземляющие разъединители плавки гололеда, выполняющие функцию выносных заземлителей и выполненные в виде трехполюсного разъединителя, контакты которого с одной стороны соединены с проводами проплавляемой воздушной линии, а с другой стороны заземлены, при этом заземляющие разъединители плавки гололеда установлены на некотором расстоянии от подстанции, при отсутствии металлической связи между контуром ее заземления и контуром заземления заземляющих разъединителей плавки гололеда. Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при плавке гололеда высоковольтных линий постоянным током с использованием земли в качестве обратного провода. При плавке гололеда на проводах постоянным током возникает необходимость использования земли в качестве обратного провода. Это схемы: «фаза-земля», «три фазы - земля», «змейка» и их модификации. Применение таких схем позволяет увеличивать длину проплавляемой линии, сократить время плавки и сократить количество циклов плавки. Поэтому плавка постоянным током проводов высоковольтных линий с использованием земли, выгодна как с технической (возможность плавки высоковольтных линий длиной 100 и более км), так и с экономической (уменьшение времени плавки и количества циклов плавки) точек зрения. Однако использование земли в схемах плавки постоянным током имеет один недостаток. Для выполнения процесса плавки приходится использовать контур заземления подстанции в качестве рабочего заземлителя выпрямительной установки. При этом происходит затекание постоянного тока в глухозаземленные нейтрали силовых трансформаторов подстанции. Это приводит к увеличению токов холостого хода и потерь в стали трансформатора. Известно устройство плавки гололеда на проводах высоковольтных линий (патент РФ Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Известно также устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушной линии (патент РФ Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Известно преобразовательное устройство контейнерного типа для комбинированной установки плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, содержащее расположенные внутри транспортного контейнера тиристорные модули, собранные в схему трехфазного преобразовательного моста, блоки управления тиристорными модулями и систему принудительного воздушного охлаждения, а также первичную систему управления, расположенную вне контейнера, при этом тиристорные модули собраны в схему фазы преобразовательного моста, параллельно полюсам фазы преобразовательного моста подсоединен разъединитель с электромеханическим приводом, также расположенный внутри контейнера, а наружу контейнера выведены анодный, катодный и фазный терминалы фазы преобразовательного моста, причем первичная система управления формирует как сигналы на блоки управления тиристорными модулями, так и сигналы управления электромеханическим приводом на замыкание или размыкание разъединителя (патент РФ Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий электропередачи (патент РФ Недостатком ближайшего аналога является длительное время плавки гололеда и невысокое качество электроснабжения потребителей. Задача полезной модели - улучшение качества электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки. Технический результат полезной модели - уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и, соответственно, снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что система плавки гололеда, содержащая силовой трансформатор и заземляющие разъединители плавки гололеда, согласно полезной модели, содержит выпрямительную установку, параллельно полюсам которой, подсоединены заземляющие разъединители плавки гололеда, выполняющие функцию выносных заземлителей и выполненные в виде трехполюсного разъединителя, контакты которого с одной стороны соединены с проводами проплавляемой воздушной линии, а с другой стороны заземлены, при этом заземляющие разъединители плавки гололеда установлены на некотором расстоянии от подстанции, при отсутствии металлической связи между контуром ее заземления и контуром заземления заземляющих разъединителей плавки гололеда. Отсутствие металлической связи является необходимым условием, т.к. в противном случае ток плавки затечет на контур заземления подстанции и далее в нейтрали трансформаторов, имеющих металлическую связь с контуром заземления. В качестве заземляющих разъединителей плавки гололеда можно также использовать три однополюсных разъединителя. Это позволит выполнять плавку гололеда, используя не только схему «3 фазы - земля», но и другие схемы: «фаза - земля», «фаза - фаза», «две фазы - фаза». При использовании последней схемы можно подключить заземляющее устройство, что позволит увеличить ток плавки и, следовательно, сократить время плавки. Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг. изображена схема плавки гололеда постоянным током с использованием заземляющего разъединителя плавки гололеда. Система плавки гололеда постоянным током содержит выпрямительную установку 1, к которой подключен силовой трансформатор 2 и заземляющий разъединитель плавки гололеда 3. Порталы 4 подстанций З1 и З2 соединены проводами проплавляемой воздушной линии 5, установленными на концевых опорах 6. Система плавки гололеда постоянным током работает следующим образом. При выполнении процесса плавки ток плавки, протекая по проводам воздушной линии 5 и по включенному и заземленному заземляющему разъединителю плавки гололеда 3 через землю попадает вновь на контур заземления подстанцию З1 и сразу же к тиристорному модулю выпрямительной установки, минуя при этом контур заземления подстанции З2 и, соответственно, глухо заземленные нейтрали силовых трансформаторов 2 подстанции З2. Итак, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить общее время плавки гололеда на проводах и, соответственно, снизить экономические потери энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям, а также улучшить качество электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки. Система плавки гололеда, содержащая силовой трансформатор и заземляющие разъединители плавки гололеда, отличающаяся тем, что содержит выпрямительную установку, параллельно полюсам которой подсоединены заземляющие разъединители плавки гололеда, выполняющие функцию выносных заземлителей и выполненные в виде трехполюсного разъединителя, контакты которого с одной стороны соединены с проводами проплавляемой воздушной линии, а с другой стороны заземлены, при этом заземляющие разъединители плавки гололеда установлены на некотором расстоянии от подстанции, при отсутствии металлической связи между контуром ее заземления и контуром заземления заземляющих разъединителей плавки гололеда.
poleznayamodel.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Внешний вид и габариты ТПГ
2435266, H02G 7/16, 27.11.2011), содержащее управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу постоянного тока управляемого выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других тиристора имеют общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей управляемого выпрямителя имеет по одному формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления при этом стэк мостового коммутатора содержит шесть последовательно включенных тиристоров так, что два центральных тиристора включены встречно по отношению к четырем другим, причем анод первого тиристора соединен первой внешней перемычкой с анодом пятого тиристора, а катод шестого тиристора соединен второй внешней перемычкой с катодом третьего тиристора, а управляемый выпрямитель и коммутатор расположены внутри контейнера.
