Установка для индукционной плавки гололеда на тросах воздушной линии электропередачи

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к устройствам плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи. Технический результат заключается в повышении надежности схемы плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ. Для этого устройство содержит питающий трансформатор, включенный последовательно в силовую цепь провод-земля, и дополнительные конденсаторные батареи, коммутируемые с помощью разъединителей в рассечку троса в начале и в конце участка ВЛ с наиболее вероятным гололедообразованием.

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к устройствам плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи.

Обрывы проводов и тросов во время гололедообразований доставляют значительный ущерб электроснабжающим организациям и населению. Для борьбы с гололедом энергетики применяют схемы и установки, обеспечивающие увеличенные по сравнению с нормальными токи в проводах ВЛ.

Прогревание током тросов для плавки гололеда на них является более сложной задачей по сравнению с плавкой гололеда на проводах ВЛ из-за присутствия заземлений троса на промежуточных и анкерных опорах. Для того, чтобы обойти эту трудность могут применяться индуктивные способы и схемы плавки гололеда на тросах [1, 2, 3], в том числе не требующие разземления тросов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является установка для плавки гололеда на тросах ВЛ индукционным способом [2], изображенная на фиг.1.

В этой установке плавка гололеда на тросах ВЛ (7) производится индуктированием тока, создаваемого источником питания с подключенными к нему последовательно или параллельно дополнительными конденсаторными батареями (9), в заземленном тросе.

В то же время, из практики известно, что гололедообразование достаточно часто возникает не на всей длине ВЛ, а только на некоторых (иногда труднодоступных) участках ВЛ, например, в горных районах [1].

В связи с этим плавка гололеда по всей длине ВЛ, во-первых, может сопровождаться значительным и опасным повышением температуры провода (троса) на участках, где нет гололеда, что может закончиться прожогом провода, и, во-вторых, требует значительных расходов электроэнергии не по назначению. Кроме того, конденсаторная батарея (КБ), включаемая параллельно или последовательно в силовую цепь провода ВЛ, должна быть рассчитана на высокие напряжения и большие токи, которые в несколько раз превышают токи троса.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности схемы плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ и уменьшение расхода электроэнергии на плавку гололеда.

Указанная цель достигается тем, что дополнительные КБ включают последовательно в контур тросов на участках ВЛ с наиболее вероятным гололедообразованием.

Сущность полезной модели состоит в том, что при включении КБ в контур троса ВЛ сопротивление КБ компенсирует индуктивное сопротивление участка троса между заземленными опорами, и ток на этих участках с включенными КБ значительно возрастает, достигая необходимого тока для плавки при меньших токах в проводах ВЛ.

В связи с тем, что токи в проводах ВЛ в предлагаемой схеме требуются меньшие по величине, происходит уменьшение расхода электроэнергии на плавку гололеда, а в связи с тем, что КБ включаются в контур троса только на участках с гололедом, сами КБ испытывают при этом меньшие воздействия по току и напряжению, повышается надежность схемы плавки.

Сущность заявляемого изобретения поясняется на фиг.2. Установка для плавки гололеда на тросах ВЛ состоит из питающего трансформатора 1, первичные обмотки которого подключены к шинам 2 сети переменного тока, а вторичные подключены одним концом к заземлению 3, а другим через разъединитель 4 к фазам линии 5. Линия 5 на другом конце соединена с землей проводником с малым сопротивлением (закороткой) 6. Трос 7 вдоль своей протяженности содержит заземления 8, связанные с заземлением опор ВЛ. На участках гололедообразования (lг) в трос включены КБ 9, которые могут быть шунтированы разъединителями 10. По обоим концам линии 5 установлены выключатели 11.

При плавке гололеда на тросе ВЛ ток от трансформатора 1 через разъединитель 4 замыкается по проводам 5, закоротке 6 через землю. Одновременно в тросе индуцируется ток плавки, который на участке с гололедообразованием (lг) достигает уровня достаточного для плавки в связи с усилением, благодаря вспомогательным КБ 9.

На фиг.3 приведены эпюры тока в десяти ячейках (участках, на которые делится для учета распределенности параметров при цифровом моделировании воздушная линия) цифровой модели ВЛ 110 кВ длиной 70 км с проводами марки АС-120, тросом марки С-70 и дополнительными конденсаторными батареями, включенными в начале четвертой ячейки и в конце седьмой, для двух положений схемы: разъединители 10 включены и разъединители 10 отключены. Для достижения наибольшего эффекта заземления троса на участке между дополнительными КБ сняты.

Из фиг.3 видно, что введение конденсаторов (КБ) 9 в цепь тросов (при отключенных разъединителях 10) существенно (в 1, 2 раза) увеличивает ток в тросе на участке lг, что подтверждает заявляемый эффект.

Следует отметить, что эффект увеличения тока в тросе может проявляться более значительно при использовании хорошо проводящих тросов (например, тросов марки АС). Расчеты, проведенные для троса АС-70 (фиг.4), подтверждают это. Подключение КБ увеличивает ток на проплавляемом участке троса в этом случае примерно в 3 раза.

Использованные источники информации:

1. В.В,Бургсдорф. Сооружение и эксплуатация линий электропередачи в сильно гололедных районах. Госэнергоиздат, 1947 г.

2. Балыбердин Л.Л., Галанов В.И., Крайчик Ю.С., Краснова Б.П., Лозинова Н.Г., Мазуров М.И. Индукционная плавка гололеда на грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи. "Электрические станции" №1, 2002 г. с.31-37.

3. Балыбердин Л.Л., Галанов В.И., Кощеев Л.А., Краснова Б.П., Мазуров М.И., Николаев А.В. "Установка для плавки гололеда". Решение о выдаче патента на изобретение от 13.02.04 по заявке №.2002109488

Установка для плавки гололеда на тросах воздушной линии электропередачи, содержащая питающий трансформатор, включенный последовательно в силовую цепь провод-земля, созданную дополнительным проводником с малым сопротивлением (закороткой), и дополнительную конденсаторную батарею, отличающаяся тем, что минимум две дополнительные конденсаторные батареи коммутируются с помощью разъединителей в рассечку троса в начале и в конце участка высоковольтной линии с наиболее вероятным гололедообразованием.