ПОДСТАНЦИЯ УНИПОЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
SUBSTATION OF UNIPOLAR DC POWER TRANSMISSION LINE

Изобретение относится к электроэнергетике.
Широко известна /1/ подстанция униполярной электропередачи постоянного тока, состоящая из двух полуцепей и содержащая в каждой полуцепи преобразователь, имеет неблагоприятные показатели по электромагнитной совместимости - большие пульсации токов и наводки. Наиболее близким по сути и показателям к предложенному является /2/ подстанция электропередачи постоянного тока, состоящая из m параллельных ветвей и содержащая в каждой ветви преобразовательные мосты, связанные с сетью через трансформатор с электрическим сдвигом входных напряжений на 60/n (n>1) электроградусов, где n - число мостов в полуцепи (n>1), выносную линию заземления и заземление. Основной недостаток такой подстанции состоит в больших пульсациях тока и напряжения в линии постоянного тока и сети переменного тока, что объясняется низкой пульсностью преобразования.
Целью изобретения является снижение помех, потерь энергии, повышение надежности.
Поставленная цель достигается за счет того, что трансформаторы одной ветви обеспечивают сдвиг напряжений на угол 60/mn электроградусов относительно напряжений трансформаторов другой ветви, каждая из ветвей присоединена к отдельному проводнику выносной линии, выполненной m-проводной, вторые выводы проводов выносной линии присоединены к контуру заземления.
Дополнительное отличие состоит в том, что контур заземления выполнен из m металлически не связанных между собой частей, к которым подключены выносные линии отдельных ветвей.
Сущность изобретения состоит в повышении частоты и снижении амплитуды гармоник выпрямленного напряжения.
На фиг. 1, 2 приведены примеры схем подстанции электропередачи постоянного тока.
К сети 1 переменного тока подключено m преобразовательных блоков 2. Каждый из блоков содержит выключатели 3, трансформаторы 4, соединенные с преобразовательными мостами 5. Число мостов в каждом блоке n. Блоки 2 через защитные реакторы 6 соединены с проводом 7 линии. Второй вывод блоков 2 через провода 8 выносной заземляющей линии соединен с контуром заземления 9. Подстанция работает следующим образом. Она известным образом преобразует один род тока (постоянный, переменный) в другой и связывает таким образом сеть 1 переменного тока и линию 7 постоянного тока. Для этого трехфазные тиристорные мосты 5 работают в выпрямительном или инверторном режимах. Так как в сети 1 имеется синусоидальной формы напряжение, то на стороне постоянного тока мостов 5 каждого блока 2 имеются пульсации напряжения, кратные 6, а на выходе каждой ветви - 6n, ибо для снижения гармоник трансформаторы 4 подают на мосты напряжения, сдвинутые на 60/n электроградусов. То есть каждый блок 2 представляет собой 6n пульсный преобразователь переменно-постоянного тока. В прототипе блоки 2 абсолютно идентичны. В данном предложении трансформатор одного блока имеет сдвиг по отношению к трансформатору другого блока на угол 60/mn электроградусов. Например, при m=2, n=2 в одном блоке 2 трансформатор 4 имеет группы соединения 11 и 12 (сдвиг между ними 30 электроградусов), то у блока 3 трансформаторы 7 имеют группы 11,5 и 12,5 (сдвиг 15 электроградусов по отношению к предыдущей ветви). Поэтому кратные 6n (12) гармоники выпрямленного напряжения одной ветви противофазны гармоникам другой ветви и взаимокомпенсируются не только за счет индуктивности реактора 6, но и за счет заземления, ибо оно обладает собственной индуктивностью, обусловленной прежде всего выносной линией 8, которая может иметь значительную длину (до 30 км). Для еще более существенного подавления этих гармоник используется на фиг. 2 отдельное заземление 9 для каждой ветви. Возможен вариант и с общей для всех ветвей выносной линией 8 заземления (фиг. 3). Одновременно с этим снижаются (почти подавляются) нечетные гармоники тока кратности 6nm+-1 на стороне сети 1.
Источники информации
1. Электрические системы. Под ред. В.А. Веникова. Т. 3, М.: «Высшая школа», 1972, стр. 59, рис. 1-22.
2. Ивакин В.Н. и др. Электропередачи и вставки постоянного тока и статические тиристорные компенсаторы. М.: Энергоатомиздат. 1993, стр. 48, рис. 2.4.