УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ И ГРОЗОЗАЩИТНОМ ТРОСЕ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для плавки гололеда на проводах и грозозащитном тросе воздушной линии электропередачи.
Известно устройство для одновременной плавки гололеда на проводах и тросах [МУ 34-70-027-82. Методические указания по плавке гололеда переменным током. М.,1983, рис.25 и 26].Это устройство содержит источник питания переменным или постоянным током, подключенный к заземляющему проводнику первого заземлителя и к соединенным между собой проводам па первом конце воздушной линии электропередачи, на втором конце которой провода также соединены между собой и подключены заземляющим проводником к второму заземлителю, и грозозащитный трос, изолированный на всем протяжении участка плавки и подключенный одним концом к тому же источнику питания, а вторым к заземляющему проводнику третьего заземлителя.
Недостатком вышеописанного устройства является необходимость применения изоляторов, зашунтированных искровыми промежутками, для изоляции троса от тела опоры на всем протяжении участка плавки, что усложняет устройство для плавки гололеда и снижает эффективность грозозащитного троса в грозовой сезон. Оно не может использоваться при многократно заземленном грозозащитном тросе.
Известно устройство для одновременной плавки гололеда на проводах и индуктированным током на многократно заземленном грозозащитном тросе, выбранное в качестве прототипа [Балыбердин Л.Л., Галанов В.И., Крайчик Ю.С. и др. Индукционная плавка гололеда на грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи. -Электрические станции, 2002, №1, с.31-37]. Это устройство содержит источник питания переменным током, подключенный к заземляющему проводнику первого заземлителя и к соединенным между собой проводам па первом конце воздушной"; линии электропередачи, на втором конце которой провода также соединены между собой и подключены заземляющим проводником к второму заземлителю, и многократно заземленный грозозащитный трос, подключенный по концам заземляющими проводниками к третьему и четвертому заземлителям. В этом устройстве благодаря электромагнитной связи между контурами «провода -земля» и «трос-земля» в последнем индуктируется ток и выделяется тепло, необходимое для плавки гололеда на тросе, изоляция троса от опор упрощается, повышается эффективность грозозащитного троса в грозовой сезон.
Недостатком этого устройства является неравенство токов на участках грозозащитного троса между точками его заземления на опоры, имеющие различные сопротивления заземления, по длине воздушной линии
электропередачи, если заземлители по концам грозозащитного троса не идеальны, т.е. имеют сопротивление отличное от нуля, что всегда имеет место. Неравенство токов на участках грозозащитного троса снижает эффективность плавки и усложняет контроль за плавкой гололеда на нем.
Полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в выравнивании токов на участках грозозащитного троса между точками его заземления на опоры, имеющие различные сопротивления заземления, по длине воздушной линии электропередачи.
Для достижения этого технического результата в устройство для плавки гололеда на проводах и грозозащитном тросе воздушной линии электропередачи, содержащее источник питания переменным током, подключенный к заземляющему проводнику первого заземлителя и к соединенным между собой проводам на первом конце воздушной линии электропередачи, на втором конце которой провода также соединены между собой и подключены заземляющим проводником к второму заземлителю, и многократно заземленный грозозащитный трос, подключенный по концам заземляющими проводниками на первом конце к третьему, а на втором конце к четвертому заземлителю, дополнительно введены по концам грозозащитного троса два пассивных силовых преобразователя тока в напряжение с комплексными коэффициентами преобразования, имеющими индуктивную и активную составляющие, первый преобразователь первичной цепью включен последовательно в цепь заземляющего проводника первого заземлителя, а вторичной цепью включен последовательно в цепь заземляющего проводника третьего заземлителя, второй преобразователь первичной цепью включен последовательно в цепь заземляющего проводника второго заземлителя, а вторичной цепью включен последовательно в цепь заземляющего проводника четвертого заземлителя.
Технический результат достигается благодаря компенсации падений напряжения от индуктированного тока грозозащитного троса в сопротивлениях третьего и четвертого заземлителей вторичными напряжениями пассивных силовых преобразователей, первичные цепи которых включены на ток, проходящий по проводам при плавке гололеда. Таким образом обеспечивается близкое к нулю напряжение относительно земли по концам грозозащитного троса, т.е. заземлители по концам грозозащитного троса приближаются к идеальным, что, как известно, обеспечивает выравнивание токов на всех участках грозозащитного троса между точками его заземления па опоры, имеющие различные сопротивления заземления, по длине воздушной линии электропередачи.
Полезная модель имеет два развития, характеризующие две из нескольких возможных частных форм реализации пассивного силового преобразователя тока в напряжение. Первая форма реализации, имеющая
индуктивный коэффициент преобразования, выполнена в виде двухобмоточного реактора; вторая форма реализации, имеющая активный коэффициент преобразования, представляет собой общее сопротивление растеканию тока двух близко расположенных заземлителей: первого и третьего, второго и четвертого.
Другое развитие обеспечивает реализацию полезной модели, если заземлитель грозозащитного троса (третий или четвертый) расположен на большом расстоянии от заземлителей проводов (первого или второго), когда грозозащитным тросом защищается только часть воздушной линии электропередачи, и заключается в том, что первичная цепь соответствующего пассивного силового преобразователя тока в напряжение включена не на ток заземляющего проводника первого или второго заземлителя, а на равную ему сумму токов проводов с помощью трансформаторов тока.
На чертеже фиг.1 приведена схема устройства с грозозащитным тросом по всей длине воздушной линии электропередачи, на чертеже фиг.2 - с грозозащитным тросом на части длины воздушной линии электропередачи, когда заземлители проводов и грозозащитного троса на втором конце удалены друг от друга.
Устройство для плавки гололеда на проводах и грозозащитном тросе воздушной линии электропередачи (фиг.1) содержит источник питания переменным током 1, подключенный к заземляющему проводнику 2 первого заземлителя, представленного на схеме сопротивлениями заземления 3 и 4, где 4 - общее сопротивление растеканию тока первого и третьего заземлителей, через первичную обмотку двухобмоточного реактора 5, входящего в состав первого пассивного силового преобразователя тока в напряжение 6. Второй вывод источника питания 1 подключен к соединенным между собой проводам 7 па первом конце воздушной линии электропередачи, на втором конце которой провода 7 также соединены между собой и подключены заземляющим проводником 8 к второму заземлителю, представленному на схеме сопротивлениями заземления 9 и 10, где 10 - общее сопротивление растеканию тока второго и четвертого заземлителей, через первичную обмотку двухобмоточного реактора 11, входящего в состав второго пассивного силового преобразователя тока в напряжение 12. Грозозащитный трос 13 может быть многократно заземлен через заземления опор 14, 15 и другие, а по концам подключен заземляющими проводниками 16 и 17 к третьему заземлителю, представленному сопротивлениями 18 и 4, и к четвертому заземлителю, представленному сопротивлениями 19 и 10, через вторичные обмотки двухобмоточных реакторов 5 и 11. На схеме показаны также линия поверхности земли 20 и линия нулевого потенциала 21.
Пассивные силовые преобразователи тока в напряжение 6 и 12 выполнены по однотипным схемам и состоят из двухобмоточных реакторов 5 и 11 и общих сопротивлений растеканию тока двух близко расположенных
заземлителей: 4 у первого и третьего заземлителей и 10 у второго и четвертого заземлителей. Возможность представления двух близко расположенных заземлителей схемой замещения в виде трехлучевой звезды сопротивлений показана в статье [Левченко И.И., Засыпкин А.С., Логанчук Л.М. Об использовании выносного заземлителя для плавки гололеда на ВЛ постоянным током. - Электрические станции, 2001, №4, с.25-28].
Устройство, схема которого показана на фиг.2, отличается от рассмотренного выше отсутствием общего сопротивления растеканию тока 10 на фиг.1 у заземлителей второго 9 и четвертого 19 из-за их значительного удаления друг от друга, а также другой схемой выполнения второго пассивного силового преобразователя тока в напряжение 12, первичная цепь которого подключена к трансформаторам тока 22, а комплексный коэффициент преобразования реализуется силовым трансреактором 23, нагруженным на силовой резистор 24.
Возможность получения вышеуказанного технического результата подтверждается следующими разъяснениями. Для компенсации падения напряжения в заземлителе, к которому подключен конец грозозащитного троса, с помощью пассивного силового преобразователя тока в напряжение, например, представленного на фиг.1, необходимо обеспечить равенство
i<sub>п</sub>(jx<sub>м</sub>+R<sub>м</sub>)=i<sub>т</sub>(jx<sub>2</sub>+R<sub>2</sub>),
(1)
п
т
где i, i - токи в проводах 7 и тросе 13;
м
м
jx+R -комплексный коэффициент преобразования преобразователя;
м
2
jx, jx -индуктивные сопротивления двухобмоточного реактора:
взаимное между первичной и вторичной обмотками и собственное вторичной обмотки;
м
R - общее сопротивление 4 или 10 двух близко расположенных заземлителей;
2
R - суммарное активное сопротивление цепи заземления троса.
п
т
Известно соотношение между токами проводов i и индуктированным током в тросе i при идеальном заземлении концов троса или, как предлагается, при компенсации падения напряжения в обоих заземлителях по концам троса:
(2)
тз
где Z - сопротивление контура «трос-земля»;
м
Z - взаимное сопротивление между контурами «провода-земля» и «трос-земля».
Подставив (2) в (1) получим два расчетных соотношения для определения индуктивного и активного параметров пассивного силового преобразователя тока в напряжение, при которых обеспечивается выравнивание токов на всех участках грозозащитного троса между точками его заземления на опоры, имеющие различные сопротивления 14, 15 и др., по длине воздушной линии электропередачи.