Преобразовательная подстанция электропередачи постоянного тока

Преобразовательная подстанция электропередачи постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (iI)764036

IL 3 = (61) Дополнительйое к авт. свид-ву (22) Заявлено 220278 (21} 2583957/24-07 с присоединением заявки М— (51)м KB B3

Н 02 Т 1/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.09,80. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 150980 (53) УДК 621. 315. 052. .5(088.8) X.Ø. Гройс, В.Ф. Иванов, Д.Е. Кадомский и В.A. Шлайфштейн (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт постоянного тока (71) Заявитель ю — г, . (;)

2 усугубляются при примыкании передачи постоянного тока к двум или более сетям переменного тока, когда к каждой из сетей подключены преобразователи, подсоединенные на стороне постоянного тока к одному проводу передачи постоянного тока. При таком включении авария на одном проводе приводит к потер всей мощности, выдаваемой на выбранную систему шин . Иэ-за возможности потери полной мощности, выдаваемой на шины переменного тока, требуется практически полное резервирование этой мощности в системе. При наличии слабых связей в приемной системе переменного тока реализация даже значительных резервов, су- ществующих в системе, затруднена, что может потребовать разгрузку удаленных станций с целью ограничения возрастания частоты. Это ведет к дополнительному возрастанию дефицита энергии в объединенной системе, то есть к развитию неблагоприятных последствий, связанных с известными способами коммутации преобразовательных подстанций на стороне переменного тока.

Изобретение относится к схемам передачи электрической энергии между сетями переменного и постоянного тока.

Известна сеть постоянного тока, 5 соединяющая сети переменного тока и состоящая из трех передач постоянного тока, причем линейные провода двух полуцепей одной подстанции подвешены на различных опорах (1). 10

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является преобразовательная подстанция, соединяющая сеть постоянного тока с двумя сетями переменного тока, вклю- 15 чающая в себя с целью селективного подключения к двум или более сетям переменного тока коммутирующие устройства для каждого преобразователя, входящего в состав подстан- 211 ции (2) .

Недостатком является то, что в известных устройствах с точки зрения сетей переменного тока, прИмыкающих к дальним передачам постоянного то 25 ка большой мощности, представляют опасность сбросы мощности при авариях на одном иэ проводов многопроводной линии передачи постоянного тока.

Последствия этих аварий еще более 30 (5 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАЯ ПОДСТАНЦИЯ ЭЛЕК1 РОПЕ РЕДАЧИ У. » „ .

ПОСТОЯННОГО ТОКА /3 °

764036

Известно устройства, в котором каждый преобразователь подключается к любой из сетей переменного тока через свой комплект коммутирующих аппаратов (21. Для уменьшения сброса мощности в каждой из сетей переменного тока в схеме прототипа необходимо создать строго определенное сочетание включенных коммутирующих аппаратов. Для этого необходима специальная система автоматики, определяющая состав преобразователей, присоединенных на стороне постоянного тока к двум различным проводам и подключенных к шинам двух или более сетей переменного тока.

Однако это решение имеет существенные недостатки. В этом случае требуется большое количество коммутирующих аппаратов (по два комплекта аппаратов на каждый преобразователь) и применение сложной автоматики, которая затрудняет ведение режима электропередачи постоянного тока.

Указанные недостатки могут стать причиной снижения надежности преобразовательной подстанции.

Целью изобретения является повышение надежности без увеличения сброса мощности в каждой сети переменного тока при аварии на линии постоянного тока и упрощение подстанции.

Цель достигается тем, что преобразовательная подстанция электропередачи постоянного тока, содержащая не менее двух преобразовательных блоков в каждой полуцепи постоянного тока, причем преобразовательные блоки связаны посредством коммутирующих аппаратов не менее, чем с двумя

) линиями переменного ток а, выводы по мжньшей мере двух преобразовательных блоков, принадлежащих различным полуцепям, объединены на стороне переменного така посредством перемычки, по меньшей мере одлн из указанных коммутирующих аппаратов присоединен одним выводом к соответствующей перемычке, а вторым выводом — к линиям переменного тока.

На фиг. 1-7 показаны различные в ариан ты реализации предлагаемой преобразовательной подстанции.

В схеме фиг. 1 к двум проводам

1, 2 сети постоянного тока подключены преобразователи 3, 4 с силовыми трансформаторами 5, которые через коммутирующие аппараты б, 7 могут подключаться к шинам 8, 9 двух различных сетей переменного тока. Преобразователи 3, 4 на сторонй сети переменного тока объединены попарно с помощью перемычек

10.

В результате при разделении нагрузок между шинами 8 и 9 посредством замыкания annapaтов б для одних

1О

)5

45 групп преобразователей и замыкания аппаратов 7 для других групп преобразователей, авария на одном иэ проводов 1„ 2 всегда будет приводить к потере только половины присоединенной к шинам 8, 9 мощности преобразователей. Для получения того же эффекта по схеме прототипа (2) требуется 16 коммутирующих аппаратов 6-7.

Преимущество преобразовательной подстанции фиг. 1 заключается в уменьшении в 2 раза числа коммутирующих аппаратов б, 7.

На фиг. 2 показана преобразовательная подстанция, в которой посредством применения перемычек 10 достигается тот же эффект ограничения величины отключаемай мощности при малом количестве коммутационных аппаратов. В схеме преобразовательной подстанции каждая пара аппаратов б, 7 (см. фиг. 1) заменена одним. аппаратом 11. В схеме подстанции (фиг.2) распределение подключенных групп мостов между шинами 8, 9 задано постоянным, не меняющимся в процессе эксплуатации. Преимущество преобра зовательной подстанции фиг. 2 заключается в уменьшении в 4 раза коли— чества коммутирующих аппаратов (вместо 16 аппаратов б, 7 у прототипа требуется 4 аппарата 11) .

Фиг. 3 иллюстрирует выполнение подстанции в соответствии с изобретением в случае применения параллельных ветвей 12, в каждую иэ которых входят преобразователи 3 или 4.

В схеме фиг. 3 при одинаковом количестве трансформаторов 5 дости - гается тат же эффект распределения сброса мощности одного из двух проводов 1, 2 сети постоянного тока между. шинами 8, 9. В результате использования перемычек 10 требуется применение только двух коммутирующих аппаратов 11. Таким образом, в схеме (фиг. 3) достигается уменьшение числа коммутирующих аппаратой в 8 раз (вместо 16 в прототипе) .

Фиг. 4 иллюстрирует выполнение подстанции в соответствии с изобретением в случае четырехпроводной сети постоянного тока с раздельной подвеской проводов 1, 2 на двух опорах 13, 14. В схеме (фиг. 4) даже ри аварии с опорой, например

13, приводящей к аварии двух проводов 1, подвешенных на опоре 13, предложенная схема коммутации подстанции распределяет сброс мощности двух проводов 1 между двумя системами шлн 8 и 9, которые продолжают получать энергию от преобразователей

4, подключенных к проводам 2, подвешенным на исправной опоре 4.

Последнее обстоятельство существенно повышает надежность энергоснабжения шин 8, 9, так как величина сб-

764036

50 бО

55 роса мощности на каждой из шин 8, 9 при аварии с одной стороны 13 или

14 не превышает величин сброса мощности при аварии с отдельным.проводом 1, 2. Указанные преимущества схема имеет в результате использования только двух коммутирующих аппаратов 11, включенных между перемычками 10 и шинами 8, 9.

На фкг. 5 представлена схема преобразовательной подстанции, соединяющая в себе преимущества схемы подстанции по фиг. 3 и фиг. 4. В этой схеме достигается повышение надежности по сравнению со схемой фиг. 4, так как величина сброса мощности на шинах 8, 9 при аварии с одним проводом дополнительно сни— жается в 2 раза, по сравнению со схемами фиг. 3 и фиг. 4.

Схема фиг. б получает свои преимущества в результате попарного соединения перемычек 10 и подключения каждой пары перемычек 10 к шинам

8, 9 через общий коммутирующий аппарат 11. На фиг. б показан пример реализации преобразовательной подстанции, выполненной в соответствии с изобретением, в случае примыкания к шинам 8, 9 сетей переменного тоха,. удаленным от преобразовательной подстанции. В этом случае появляется необходимость подключения непосредственно на преобразовательной подстанции устройств, обеспечивающих . ее работу (устройств компенсации реактивной мощности к фильтрации, гармоник тока, собственных нужд подстанции и других устройств) . .На фиг. б перемычка 10 выполнена в виде системы коммутирующих аппаратов 15, предназначенных для подключения устройств 16, обеспечивающих работу преобразовательной подстанции. Образованная таким образом группа преобразователей через коммутирующие аппараты 11 подключены к одной из сетей переменного тока 8 или 9.

На фиг. 7 показан пример реализации преобразовательной подстанции, состоящей кз четырех преобразовате- . лей 3, 4, 15, 16, в случае примыкания к трем шинам 17, 18, 19 сетей переменного тока. Выводы двух преобразователей 3 и 4 объединены перемычкой 10 и через коммутирующий аппарат 11 подключены к шинам 17 сети переменного тока. Преобразователи 15 и 16 подключаются через коммутирующий аппарат 11 к шинам 18 и 19 сетей переменного тока. В этом случае преимущество преобразователь ной годстанции заключается в уменьшении до одного количества коммутирующих аппаратов 11, включенных между преобразователями 3, 4 и шинами 17, 18, 19 вместо 6 аппаратов б, 7 в схеме прототипа.

На фиг. 3-5 приведены варианты подсоединения каждой из групп преобразователей к одной из шин 8 и 9 сетей переменного тока (аналогично фиг. 2) при выполнении подстанций из параллельных ветвей. Для схем фиг. 3-5 возможно подсоединение группы ветвей к шинам 8 и 9 двух сетей переменного тока через два коммутационных аппарата аналогично примеру реализации схемы, показанному на фиг. 1.

Примеры реализации схемы подстанции по фиг. 1-5 могут быть распространены на число шин переменного тока более двух, а по фиг. 4, 5 — на любое число проводов более двух.

Отличительный признак изобретения не лимитирует число преобразователей

4, 3 и ветвей 12.

Возможность включения дополни20 тельной коммутационной аппаратуры в перемычки 10 на фиг. 1-5 отличительным признаком изобретения не ограничивается (см. фиг.б) . Отличительным признаком изобретения не ограничивается также возможность примыкания группы преобразователей к шинам сетей переменного тока собранным по любой из известных схем соединения сборных шин (двой ная, полуторная, многоугольник и т. д.), в этом случае система коммутирующих аппаратов 11 является составной частью схемы сборных шин сети переменного тбка.

Предлагаемая преобразовательная подстанция особенно эффективна для применения в мощных протяженных электропередачах в сетях постоянного тока, где при авариях на линии величина сброса мощности может оказаться опасной для устойчивости энергосистем переменного тока.

Предлагаемая преобразовательная подстанция позволяет также получить дополнительный положительный. эффект в виде сохранения части передаваемой мощности на каждом проводе сети постоянного тока при аварии в одной из систем переменного тока.

На примерах реализации изобрете ния показана эффективность применения схемы преобразовательных подстанций с перемычками 10. Во всех рассмотренных схемах преобразовательных подстанций существенно снижается количество коммутирующих аппаратов,используемых д1я присоединения подстанции к системе шин 8 и 9 сетей .переменного тока.

Уменьшение количества коммутирую-. щих аппаратов (в общем виде систем аппаратов) обеспечивает достижение цели изобретения-повышение надежности прк снижении стоимостк преобразовательной подстанции без увеличения сброса мощности в каждой сети переменного тока.

764036

Формула изобретения

Преобразовательная подстанция электропередачи постоянного тока, содержащая не менее двух преобразовательных блоков в каждой полуцепи постоянного тока, причем преобразовательные блоки связаны посредстsoM коммутирующих аппаратов не менее, чем с двумя линиями переменного тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности без увеличения сброса мощности в линиях переменного тока при аварии на линии постоянного тока и упрощения подстанции, выводы по меньшей мере двух преобразовательных блоков, принадлежащих различным полуцепям, обьединены на стороне переменного тока посредством перемычки, по меньшей мере один из указанных коммутирующих аппаратов присоединен одним выводом к соответствующей перемычке, а вторым выводом — к лйниям переменного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Scott Е.N. Why + 450 kv HVDC

was selected for the Hekson River

transmission medium, Etectricak

News and Engeneering, 1967г, 76, Р б, с. 50-55

2. Патент США 9 3536930, кл. 30782, 1970.