Способ однофазного автоматического повторного включения воздушной линии электропередачи

 

Использование: в энергетике, при однофазном автоматическом повторном включении (ОАПВ) на линиях электропередач сверхвысокого напряжения (СВН), на которых возникают резонансные перенапряжения в цикле ОАПВ. Сущность: при возникновении однофазного короткого замыкания на линии СВН перед отключением поврежденной фазы, на которой возникают резонансные перенапряжения, в нейтраль шунтирующих реакторов, установленных на линии, включают цепочку, состоящую из последовательно включенных резистора и компенсационного реактора. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения эффективности однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) электропередач сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами (ШР), в которых возникают резонансные перенапряжения на отключенной фазе в цикле ОАПВ.

Известен способ ОАПВ линии электропередачи, оснащенной средствами для компенсации тока подпитки вторичной дуги, например четырехлучевыми реакторами, по которому в случае однофазного короткого замыкания (КЗ) на линии отключают поврежденную фазу с обоих концов линии, подавляют как дуги подпитки и, спустя заданное время, повторно включают отключаемую фазу с обоих концов линии [1].

Недостатком известного способа является возможность возникновения резонансных повышений напряжения на отключенной фазе в паузе ОАПВ при определенных сочетаниях мощностей шунтирующих реакторов и емкости линии, что приводит к непогасанию тока подпитки дуги.

Известен также способ ОАПВ линии электропередач, оснащенной ШР, заключающийся в том, что ликвидация резонансных условий на отключенной фазе в паузе ОАПВ достигается отключением части ШР [2].

Недостатками такого решения являются увеличение тока подпитки вследствие снижения компенсации междуфазовой емкости при отключении четырехлучевых реакторов, а также дополнительный расход ресурса выключателей ШР.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ограничения тока подпитки вторичной дуги при ОАПВ линии электропередачи, по которому после фиксации КЗ поврежденную фазу линии отключают линейными выключателями, а в нейтрали ШР включают последовательно соединенные резистор и компенсационный реактор [3].

Недостатком данного способа является то, что ввод активного сопротивления осуществляется после возникновения резонансного повышения напряжения на отключенной фазе, что может привести к перекрытию изоляции линии или оборудования до момента включения резистора. Кроме того, для расстройки резонанса на отключенной фазе требуется значительная величина активного сопротивления, что существенно снизит возможность гашения тока подпитки вследствие появления заметного сдвига по фазе тока в реакторе от емкостной составляющей тока подпитки линии.

Целью изобретения является снижение величины тока подпитки дуги и расстройка резонансных условий в режиме ОАПВ.

Цель достигается тем, что снижают напряжение на отключенной фазе путем определения величины восстанавливающегося напряжения на отключенной фазе при ОАПВ по известным формулам и включения цепочки последовательно соединенных компенсационных реакторов и активных сопротивлений до отключения линейных выключателей при превышении допустимого напряжения на ней.

В качестве примера рассмотрим реализацию предлагаемого способа для электропередачи 500 кВ длиной l = 370 км с двумя ШР по концам.

На чертеже приведена одна из возможных структурных схем электропередачи, реализующей предлагаемый способ.

Электропередача содержит отправную систему 1 и приемную систему 2, линейные выключатели 3, 4, 5 фаз А, В, С отправной системы, линейные выключатели 6, 7, 8 фаз С, А, В приемной системы выключатели 9, 10, 11 фаз ШР 12, 13, 14 и 15, 16, 17 отправной и приемной систем соответственно, компенсационные реакторы 18, 19, активные сопротивления 20, 21 и выключатели 22, 23,шунтирующие цепочки последовательно включенных компенсационных реакторов и активных сопротивлений.

При данной длине линии возникают резонансные повышения напряжения на отключенной фазе в цикле ОАПВ. Сначала определяют восстанавливающееся напряжение на отключенной фазе для данной линии без учета компенсационных реакторов и при включении компенсационных реакторов в нейтраль линейных реакторов. Расчет проводят для линии со следующими параметрами прямой последовательности: Х₁ = 0,30237 Ом/км (индуктивное сопротивление), b₁ = 3,8217 ˙ 10 ^-6 Сим/км (емкостная проводимость), Z_w1 = 281,3 Ом (волновое сопротивление), λ₁ = 0,0616 град/км (коэффициент изменения фазы) и нулевой последовательности: Х_о = 1,082 Ом/км, b_o = = 2,919 ˙ 10^-6 Сим/км,Z_wo = 608,8 Ом, λ_o = =0,1018 град/км.

Величину сопротивления компенсационных реакторов по концам примем равной X_кр1= X_кр2= 180 Ом. Напряжение на отключенной фазе линии определяют по выражению.

(1) где = - = - B^*₁= + B^*₂= χ_н=χ_к= , где В_р - проводимость линейного реактора; В_кр - проводимость компенсационного реактора; = = ; Δ=(+B_рн+χ_нB_рн)(+B_рк+χ_кB_рк)-B^*₁².

Подставив в выражение (1) вышеприведенные параметры при отсутствии компенсационных реакторов, получают величину напряжения на отключенной фазе U_ан = 4,56 U_ф, т.е. получают резонансные условия.

Напряжение на отключенной фазе при подключении компенсационных реакторов определяют по вышеприведенному выражению. При этом получают U_ан = 0,072 U_ф, т.е. включение компенсационных реакторов обеспечивает расстройку резонансных условий.

Если напряжение на отключенной фазе, определенное по известным выражениям, превышает допустимое напряжение для изоляции ВЛ и линейного оборудования, то включают компенсационные реакторы до момента отключения линейных выключателей, учитывая, что ток, протекающий через компенсационный реактор, в нормальном режиме не должен превышать допустимой величины.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет расстроить резонансные условия при ОАПВ, сохранить в работе все линейные реакторы и снизить величину тока подпитки, что увеличит вероятность успешного АОПВ и снизит народохозяйственный ущерб от недоотпуска электроэнергии.

Формула изобретения

СПОСОБ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, заключающийся в том, что после фиксации короткого замыкания отключают линейные выключатели поврежденной фазы с двух сторон, а в нейтрали шунтирующих реакторов включают цепочки из последовательно соединенных компенсационных реакторов и резисторов, отличающийся тем, что определяют напряжение на отключенной фазе и при превышении им допустимой для оборудования величины цепочки из последовательно соединенных компенсационных реакторов и резисторов включают в нейтрали шунтирующих реакторов до отключения линейных выключателей.

РИСУНКИ

Рисунок 1