СИСТЕМА ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при плавке гололеда высоковольтных линий постоянным током с использованием земли в качестве обратного провода.
При плавке гололеда на проводах постоянным током возникает необходимость использования земли в качестве обратного провода. Это схемы: «фаза-земля», «три фазы - земля», «змейка» и их модификации. Применение таких схем позволяет увеличивать длину проплавляемой линии, сократить время плавки и сократить количество циклов плавки. Поэтому плавка постоянным током проводов высоковольтных линий с использованием земли, выгодна как с технической (возможность плавки высоковольтных линий длиной 100 и более км), так и с экономической (уменьшение времени плавки и количества циклов плавки) точек зрения.
Однако использование земли в схемах плавки постоянным током имеет один недостаток. Для выполнения процесса плавки приходится использовать контур заземления подстанции в качестве рабочего заземлителя выпрямительной установки. При этом происходит затекание постоянного тока в глухозаземленные нейтрали силовых трансформаторов подстанции. Это приводит к увеличению токов холостого хода и потерь в стали трансформатора.
Известно устройство плавки гололеда на проводах высоковольтных линий (патент РФ №2435266, H02G 7/16, 27.11.2011), содержащее управляемый выпрямитель, состоящий из шести идентичных высоковольтных тиристорных модулей, коммутатор, подключенный параллельно выходу постоянного тока управляемого выпрямителя, и первичную систему управления, причем коммутатор выполнен в виде единого тиристорного стэка, собранного из шести тиристоров так, что три тиристора имеют общий анод, а три других тиристора имеют общий катод, и каждый из шести тиристоров стэка имеет собственный формирователь импульсов управления, а каждый из высоковольтных тиристорных модулей управляемого выпрямителя имеет по одному формирователю импульсов управления на весь модуль, и входы всех формирователей импульсов управления соединены с выходом первичной системы управления при этом стэк мостового коммутатора содержит шесть последовательно включенных тиристоров так, что два центральных тиристора включены встречно по отношению к четырем другим, причем анод первого тиристора соединен первой внешней перемычкой с анодом пятого тиристора, а катод шестого тиристора соединен второй внешней перемычкой с катодом третьего тиристора, а управляемый выпрямитель и коммутатор расположены внутри контейнера.
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
Известно также устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушной линии (патент РФ №2422963, H02G 7/16, 27.06.2011), содержащее дополнительный источник питания, подключенный посредством выключателя к концам соединенных в параллель друг с другом первичных обмоток сериесного трансформатора, вторичные обмотки которого присоединены в рассечку в фазы ВЛ и зашунтированы разъединителем или подключенный посредством выключателя к трехфазному мостовому управляемому преобразователю, в котором параллельно управляемым вентилям прямой проводимости присоединены дополнительные управляемые вентили обратной проводимости, зажимы постоянного тока преобразователя присоединены через второй разъединитель к концам соединенных в параллель друг с другом первичных обмоток сериесного трансформатора, вторичные обмотки которого присоединены в рассечку в фазы ВЛ и зашунтированы разъединителем или соединенный посредством выключателя с трехфазным мостовым управляемым преобразователем, в котором параллельно управляемым вентилям прямой проводимости присоединены дополнительные управляемые вентили обратной проводимости, зажимы постоянного тока преобразователя присоединены через второй разъединитель к концам первичных обмоток однофазного сериесного трансформатора, вторичная обмотка которого включена в рассечку между нейтралью сетевого трансформатора и рабочим заземлением подстанции и зашунтирована разъединителем.
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
Известно преобразовательное устройство контейнерного типа для комбинированной установки плавки гололеда и компенсации реактивной мощности, содержащее расположенные внутри транспортного контейнера тиристорные модули, собранные в схему трехфазного преобразовательного моста, блоки управления тиристорными модулями и систему принудительного воздушного охлаждения, а также первичную систему управления, расположенную вне контейнера, при этом тиристорные модули собраны в схему фазы преобразовательного моста, параллельно полюсам фазы преобразовательного моста подсоединен разъединитель с электромеханическим приводом, также расположенный внутри контейнера, а наружу контейнера выведены анодный, катодный и фазный терминалы фазы преобразовательного моста, причем первичная система управления формирует как сигналы на блоки управления тиристорными модулями, так и сигналы управления электромеханическим приводом на замыкание или размыкание разъединителя (патент РФ №2390895, H02G 7/16 H02J 3/18, 27.05.2010).
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий электропередачи (патент РФ №2235397, H02G 7/16, 10.11.2003), содержащее однофазный преобразователь, питание которого осуществляется от вспомогательного трехфазного трансформатора через разъединители и выбранную для плавки гололеда фазу воздушной линии, в котором к зажимам постоянного напряжения однофазного преобразователя присоединена конденсаторная батарея, параллельно полностью управляемым вентилям присоединены обратные диоды, а зажим переменного тока однофазного преобразователя, соединенный с землей, параллельно соединен с грозозащитным тросом.
Недостатком ближайшего аналога является длительное время плавки гололеда и невысокое качество электроснабжения потребителей.
Задача полезной модели - улучшение качества электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки.
Технический результат полезной модели - уменьшение общего времени плавки гололеда на проводах и, соответственно, снижение экономических потерь энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что система плавки гололеда, содержащая силовой трансформатор и заземляющие разъединители плавки гололеда, согласно полезной модели, содержит выпрямительную установку, параллельно полюсам которой, подсоединены заземляющие разъединители плавки гололеда, выполняющие функцию выносных заземлителей и выполненные в виде трехполюсного разъединителя, контакты которого с одной стороны соединены с проводами проплавляемой воздушной линии, а с другой стороны заземлены, при этом заземляющие разъединители плавки гололеда установлены на некотором расстоянии от подстанции, при отсутствии металлической связи между контуром ее заземления и контуром заземления заземляющих разъединителей плавки гололеда.
Отсутствие металлической связи является необходимым условием, т.к. в противном случае ток плавки затечет на контур заземления подстанции и далее в нейтрали трансформаторов, имеющих металлическую связь с контуром заземления.
В качестве заземляющих разъединителей плавки гололеда можно также использовать три однополюсных разъединителя. Это позволит выполнять плавку гололеда, используя не только схему «3 фазы - земля», но и другие схемы: «фаза - земля», «фаза - фаза», «две фазы - фаза». При использовании последней схемы можно подключить заземляющее устройство, что позволит увеличить ток плавки и, следовательно, сократить время плавки.
Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг. изображена схема плавки гололеда постоянным током с использованием заземляющего разъединителя плавки гололеда.
Система плавки гололеда постоянным током содержит выпрямительную установку 1, к которой подключен силовой трансформатор 2 и заземляющий разъединитель плавки гололеда 3. Порталы 4 подстанций З1 и З2 соединены проводами проплавляемой воздушной линии 5, установленными на концевых опорах 6.
Система плавки гололеда постоянным током работает следующим образом. При выполнении процесса плавки ток плавки, протекая по проводам воздушной линии 5 и по включенному и заземленному заземляющему разъединителю плавки гололеда 3 через землю попадает вновь на контур заземления подстанцию З1 и сразу же к тиристорному модулю выпрямительной установки, минуя при этом контур заземления подстанции З2 и, соответственно, глухо заземленные нейтрали силовых трансформаторов 2 подстанции З2.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить общее время плавки гололеда на проводах и, соответственно, снизить экономические потери энергосистемы от недопоставки электроэнергии потребителям, а также улучшить качество электроснабжения потребителей за счет сокращения времени их отключения на период плавки.