Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофазном режиме линии электропередачи со статическими тиристорными компенсаторами

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ1 00 1 308 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1610,81 (21) 3346284/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 280283. Бюллетень № 8 (51)M Кл з

Н 02 J 3/26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытпй (531УДК 621. 316. . 925 (088. 8) Дата опубликования описания 280283 т

A.A. Калюжный, В.A. Кочетыгов, М.Л: Лйвинщтесйн;-Г.И. Самородов и Г.A. Славин,: )

Сибирский научно-исследовательский институт ети и и Всесоюзный государственный проектно-изыскательски и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ТОКОВ ОБРАТНОИ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В НЕПОЛНОФАЗНОМ РЕЖИМЕ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СО СТАТИЧЕСКИМИ

ТИРИСТОРНЫМИ KOMIIEHCATOPAMH

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на линиях электропередач сверхвысокого напряжения (ВЛ) со статическими тиристорными компенсаторами (CTK), работающими в неполнофазном режиме.

Существуют способы компенсации токов обратной последовательности, основанные на переводе в неполнофазный режим линий электропередач с шунтирующими реакторами. Известен способ перевода в неполнофазный режим линии электропередачи с шунтирующими реакторами, основанный на отключении поврежденной фазы и отключении двух из трех шунтирующих реакторов на приемном и передающем концах электропередачи (1).

Однако известный способ обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что линия, переведенная в неполнофазный режим этим способом, имеет малую пропускную способность, ограниченную токами обратной последовательности в генераторах приемной и передающей систем.

Наиболее близким к предлагаемому является способ перевода линии элект ропередачи с шунтирующими реакторами в неполнофазный режим, при котором отключают поврежденную фазу, а затем от поврежденной и отстающей от нее фаз линии на приемном конце отключают шунтнрующие реакторы и отключенные фазы реакторов подключают к опережающей фазе. Линия, переведенная в неполнофазный режим этим способом, имеет большую пропускную способность по условию допустимости величин токов обратной последовательности для генераторов приемной системы 1 27.

Недостаток этого способа заключается в том, что в нем исключается возможность непрерывного управления проводимостью реакторов в зависимости от передаваемой по линии мощности, и даже в случае переключения разноименных фаз реактора на фазу, опережающую аварийную на приемном конце линии, и на фазу, отстающую от аварийной на отправном конце линии, предельная передаваемая по линии мощность, отвечающая допустимому значению токов обратной последователь-. ности в генераторах, оказывается дос таточно низкой и не превышает 30%

ЗО натуральной мощности линии.

1001308

Цель изобретения — повышение пропускной способности электропередачи в длительном неполнофазном режиме путем максимальной компенсации тока обратной последовательности в синхронных генераторах систем по концам линии электропередачи сверхвысокого напряжения, работающей в неполнофазном режиме.

Поставленная цель достигается тем, что в способе компенсации токов обратной последовательности в неполнофазном режиме линии электропередачи со статическими тиристорными компенсаторами (СТК), включенными по концам линии (ВЛ) с отклю- 15 ченной поврежденной фазой, в котором разноименные фазы реакторов

СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей от поврежденной, — на отправном конце и к опережающей ее — на приемном конце, разноименные фазы конденсаторных батарей СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей от поврежденной — на 25 приемном конце линии и к опережающей ее — на отправном конце, после чего непрерывно измеряют величину активной мощности, передаваемой по

ВЛ, сравнивают ее с уставками, определенными из условия минимизации тока обратной последовательности, и rro результатам сравнения дискретно изменяют эквивалентную проводимость конденсаторных батарей СТК. непрерывно измеряют модули напряжения прямой последовательности на шинах подстанций, модули тока обратной последовательности по концам

ВЛ, фазовые углы сдвига указанного тока относительно напряжения прямой 40 последовательности на шинах подстанций, и непрерывно регулируют эквивалентну:о проводимость реакторов

СТК в соответствии с соотношением:

<Ю 45

Ь,=-", Ь„+3 „„(,,„ (p где Ь - эквивалентная проводимость реакторов СТК, и 0,1,2,3 — число конденса- 5g торных батарей СТК, подключенных к фазе линии в неполнофазном режиме, Ь вЂ” проводимость конденсаторK ной батареи фазы СТК вЂ” модуль тока обратной последовательности на рассмат. риваемом конце ВЛ„ (<)

Бф — модуль фа з ного напряжения прямой последовательности . на шинах подстанции, 6О

Ч вЂ” угол между векторами укаэанного напряжения прямой последовательности и тока обратной последовательности на данном конце BJI; 65

& — угол, равный бОО при регулировании элементов CTK на отправном конце электропередачи, или 120О при регулировании элементов СТК на приемном конце электропередачи.

На фиг. 1 представлена схема подключения СТК и ВЛ; на фиг. 2 — блоксхема, реализации предлагаемого способа.

Схема подключения СТК к ВЛ (фиг.1 содержит участок ВЛ 1, включенный к трехфазным шинам отправной системы 2 и приемной системы 3 через линейные выключатели 4. По концам ВЛ установлены СТК, фазы которых включают в себя однофазные трансформаторы 5, подключенные к ВЛ через фазные выключатели б, конденсаторные батареи 7, подключенные через выключатели 8 и разъединители 9 к обмоткам низкого напряжения трансформаторов 5, реакторы 10 с тиристорными блоками, подключенные через разьединители 11 к обмоткам низкого напряжения трансформаторов 5.

Однофазные трансформаторы 5 разноименных фаз СТК собраны в трехфазную группу по схеме ф / . Конденсаторные батареи 7 и реакторы 10 с тиристорными блоками глухо заземлены. Между выводами высокого напряжения трансформаторов 5 включаются разъединители 12, обеспечивающие параллельное включение фаз трансформаторов 5. Разъединители 13, обеспечивающие параллельное соединение разноименных фаз конденсаторных батарей 7, включаются между выключателями 8 и разъединителями 9. Разьединители 14, обеспечивающие параллельное соединение разноименных фаз реакторов 10, включаются между реакторами 10 и разъединителями 11.

Блок-схема регулирования проводимостей элементов СТК в неполнофаз-. ном режиме, изображенная на фиг. 2 содержит блок 15 измерения модуля напряжения прямой последовательности на шинах подстанции, блок 1б измерения модуля тока обратной последовательности в ВЛ, блок 17 измерения фазового угла сдвига векторов тока обратной последовательности в

ВЛ и напрях<ения прямой последовательности на шинах подстанции, блок 18 измерения передаваемой по

ВЛ активной мощности, блок сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 1 (Р, „ ) 19, блок 20 сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 2 (Р Стх), блок 21 сравнения передаваемой мощности с уставкой Р 3 (Р 1, блоки включения сТУ отключения выключателей первой, второй и третьей конденсаторных ба1001308 тарей, соответственно 22-24, блок

25 фиксации числа включенных конденсаторных батарей, блок 26 формирования сигналов, управляющих изменением эквивалентной проводимости реакторов блок 27 управления углами зажи5 гания тиристорных преобразователей.

Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофаз10 ном режиме осуществляется следующим образом.

При повреждении фазы линии 1 (фиг. 1), например A, ee Отключают 15 с обеих сторон выключателями 4. Линию разгружают до допустимой величины активной мощности, СТК отключают от ВЛ выключателями 6 с целью проведейия разъединителями необходимых коммутаций. Конденсаторные батареи 20

7 разноименных фаз СТК отключают разъединителями 9 от трансформаторов 5 и соединяют параллельно разьединителями 13. Параллельно соединенные разноименные фазы конденса- 25 торных батарей CTK 7 подключают разъединителями 9 к фазе С трансформатора 5 на отправном конце ВЛ, и к фазе В трансформатора 5 на приемном конце BJI. Разноименные фазы 3

30 реакторов 10 СТК отключают разъединителями 11 от трансформаторов 5, соединяют .параллельно разъединителями 14 и разъединителями 11 подключают в фазы А и В трансформаторов 5 35 на отправном конце ВЛ и в фазы A и С трансформаторов 5 на приемном конце ВЛ. Эти фазы трансформаторов соединяют параллельно разъединителями 12. Подключение СТК к ВЛ осуществ-40 ляется включением выключателей 6 в фазах В и С на обоих концах ВЛ. При этом фаза трансформатора 5 с подключенными к ней разноименными фазами конденсаторных батарей 7 оказывается подключенной к фазе с ВЛ на отправном конце электропередачи и к фазе В на приемном конце электропере дачи. Параллельно соединенные фазы трансформаторов 5 с подключенными к ним разноименными фазами реакторов 50

10 оказываются подключенными к фазе В ВЛ на отправном конце электропередачи и к фазе С на приемном конце электропередачи. Установленная мощность СТК в режиме потребления 55 реактивной мощности больше установленной мощности в режиме выдачи, поэтому параллельно соединенные фа зы реакторов подключают к ВЛ через два однофазных трансформатора, а 60 соединенные параллельно фазы конден""-аторных батарей подключают через один однофазный трансформатор, что исключает перегрузку трансформаторов

"ТК в неполнофазном режиме. Блок 15 (фиг. 2) непрерывно измеряет модуль напряженной прямой последовательности на шинах подстанции, блок 16 непрерывно измеряет модуль тока обратной последовательности на данном конце ВЛ, блок 17 непрерывно измеряет фазовые углы между указанными векторами, и сигналы с выходов блоков

15-17 поступают на соответствующие входы блока 26, где производится фор мирование сигналов управляющих изменением эквивалентной проводимости реакторов. Блок 18 непрерывно измеряет передаваемую по ВЛ активную мощность. Сигнал с выхода блока-18 поступает на входы сравнивающих блоков 19-21, которые производят сравнение передаваемой мощности с уставками мощности Рчс Рчст

Р с выключателей, соответственно

1сг Ъ первой, второй и третьей конденсаторных батарей. Уставки Ру

Рчс, Роост определены из условия минимизации тока обратной последовательности. Сигналы с выходов блока 19 поступают на входы блока 22, который определяет коммутации первой конденсаторной батареи. ВыхоДы блока 20 связаны с входами блока 23, а выходы блока 21 — с входами блока 24, которые определяют коммутации выключателей второй и третьей конденсаторных батарей соответственно. Если величина измеренной активной мощности оказывается больше уставки мощности, то сигнал на включение с выхода "а" сравнивающего блока поступает на вход "а" коммутирующего блока, где производится включение выключателя соответствующей конденсаторной батареи. Если величина измеренной активной мощности оказывается меньше уставки мощности, то сигнал на отключение поступает с выхода "б" сравнивающего устройства на вход "б" коммутирующего устI ройства, где производится отключение того же выключателя. Таким образом производится дискретное изменение эквивалентной проводимости конденсаторных батарей. Сигналы с выходов блоков 22-24 поступают на входы блока 25, где производится фиксация числа включенных конденсаторных батарей. С выхода блока 25 сигнал поступает на соответствующий вход блока 26. При получении сигналов .с блоков 15, 16, 17 и 25 блок

26 формирует сигналы, управляющие .изменением эквивалентной проводимости реакторов СТК. С выхода блока 26 сигналы поступают на вход блока 27, где непрерывным управлением углами зажигания тиристорных преобразователей обеспечивают непрерывное регулирование эквивалентной проводимос1001308

1(М К < ) Э"-П(Ч 81

Ч где Ь„ и ьк

5О

Формула изобретения ти реакторов в "соответствии с соотношением:

1 "3

Ъ1 -2Ь 1.3 1 Bjn (g i )P где Ь вЂ” эквивалентная проводимость

I реакторов СТК; п = 0,1,2,3 — число конденсаторных батарей СТК, подключенных к электропередаче в неполнофазном режиме;

Ь вЂ” проводимость конденсаторК (г.) ной батареи фазы СТК, модуль тока обратной последовательности на рассматриваемом конце ВЛ," (л)

БФ - модуль Фазного напряжения прямой последовательности на шинах подстанции; 2О угол между векторами указанного напряжения прямой последовательности и тока обратной последовательности на данном конце ВЛ; 25

9 — угол, равный б0 при регулировании элементов СТК на отправном конце электропередачи, или 120 при регулировании элементов СТК на 30 приемном конце электропередачи.

Непрерывное регулирование эквивалентной проводимостью реакторов

СТК в соответствии с соотношением (1) в совокупности с дискретным регулированием эквивалентной проводимости конденсаторных батарей блоками 22-24 позволяет максимально снизить токи обратной последовательности в синхронных генераторах приемной и передающей систем в соответствии с установленными мощностями СТК в режимах выдачи и потребления реактивной мощности при каждом значении передаваемой по БЛ активной мощности.

Использование предлагаемого способа обеспечивает передачу значительной активной мощности в неполнофазном режиме, что приводит к уменьшению ущерба от недоотпуска энергии в аварийных случаях, повышая тем самым надежность работы энергосистемы. Предполагаемый экономический эффект достигается за счет повышения надежности работы электропередачи без увеличения резерва активной мощности в приемной системе.

Способ компенсации токов обратной последовательности в неполнофазном режиме линии электропередачи 65 со статическими тиристорными компенсаторами (СТК), включенными по концам линии (ВЛ) с отключенной поврежденной фазой, в котором разноименные фазы реакторов СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей от поврежденной, на отправном конце линии и к опережающей ее — на приемном конце, о тл и ч а 1ощи и с я тем,,что, с целью увеличения пропускной способности электропередачи в неполнофазном режиме .путем максимальной компенсации токов обратной последовательности в синхронных генераторах систем, разноименные фазы конденсаторных батарей СТК соединяют параллельно и подключают к фазам линии, отстающей от поврежденной, — на приемном конце линии и к опережающей ее — на отправном конце, после чего непрерывно измеряют величину активной мощности, передаваемой по

ВЛ, сравнивают ее с уставками, определенными из условия минимизации тока обратной последовательности, и по результатам сравнения дискретно изменяют эквивалентную проводимость конденсаторных батарей СТК, непрерывно измеряют модули напряжения прямой последовательности на шинах подстанций, модули тока обратной последовательности по концам ВЛ, фазовые углы сдвига указанного тока относительно напряжения прямой последовательности на шинах подстанций, и непрерывно регулируют эквивалентную проводимость реакторов CTK в соответствии с соотношением: эквивалентная проводимость реакторов СТК;

0,1,2,3 — число конденсаторных батарей СТК, подключенных к фазе линии в неполнофазном режиме, проводимость конденсаторной батареи фазы СТК, модуль тока обратной последовательности на рассматриваемом конце ВЛ; модуль фазного напряжения прямой последовательности на шинах подстанции, угол между векторами указанного напряжения прямой последовательйости и тока обратной последовательности на данном конце ВЛ, угол, равный 60 о при регулировании элементов СТК на отправном конце электропередачи, или 120 — при ре1001308 гулировании элементов СТК на приемном конце электропередачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 690587, кл. Н 02 J 3/26, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 653679, кл. 8 02 J 3/26, 1979.

1001308

Составитель Н. Лохани на

Редактор Ю. Середа Техред М.Тепер Корректор M. коста

Заказ 1431/бб Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4