Повітряна лінія електропередачі з пристроєм захисту від ожеледе-паморозевих відкладень

Повітряна ЛІНІЯ електропередачі з пристроєм захисту від ожеледе-паморозевих відкладень, що виконана проводами з високою здатністю тепловіддачі струмопровідних дротів і малою теплопогли Винахід відноситься до електроенергетики і призначений для захисту повітряних ЛІНІЙ електропередачі (ПЛЕП) від руйнівних впливів ожеледепаморозевих відкладень (ОПВ) Відомий пристрій для плавлення ОПВ на приводах ПЛЕП за рахунок тепла, що виділяється в проводах при протіканні великих електричних струмів, який має трансформатор, частина витків обмотки якого вмикається між зовнішньою та внутрішньою ізольованими частинами проводу, [1] Недоліком вказаного пристрою є необхідність створення схем, що не передбачені конструкціями силових трансформаторів, бо, по-перше, відгалуження обмоток виконуються на боці вищої напруги трансформаторів, а, по-друге, відгалуження обмоток не мають ЗОВНІШНІХ виводів Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій, що передбачає використання на ПЛЕП проводів із високою здатністю тепловіддачі струмопровідних дротів та низькою теплопоглинаючою здатністю між дротових повітряних проміжків, що заповнюються атмосферною вологою, ЗОВНІШНІЙ повив яких ізольований від внутрішнього повиву і може ВІДДІЛЯТИСЯ від нього з однієї сторони лінії, [2] Для попередження або плавлення ОПВ на проводах ПЛЕП в кожній фазі використовується трансформатор нагріву (ТИ), первинна обмотка якого вмикається послідовно з ЗОВНІШНІМ ПОВИВОМ прово ду ПЛЕП, а вторинна обмотка в режимі боротьби з ОПВ створює замкнутий контур із ЗОВНІШНІМ та внутрішнім повивом При цьому в зовнішньому повиві струм навантаження лінії складається з вторинним наючою здатністю міждротових проміжків, та з повивами, що ізольовані один від одного і можуть розділятися електрично з одного боку ділянки захисту лінії, яка обладнана трансформатором нагріву, первинна обмотка якого ввімкнута в розрив зовнішнього повиву проводу, а вторинна обмотка разом із ЗОВНІШНІМ і внутрішнім повивами проводу створює замкнутий контур, яка відрізняється тим, що розділена на дві секції та обладнана перемикачем вибору режиму і ділянки захисту, за допомогою якого здійснюється концентроване виділення тепла на окремих секціях лінії по черзі струмом ТН, що призводить до значного зростання КІЛЬКОСТІ тепла, яке виділяється в проводі Сумарна КІЛЬКІСТЬ тепла, що виділяється в зовнішньому та внутрішньому повивах, є достатньою для плавлення ОПВ при значеннях струмів близьких до максимальних робочих струмів ПЛЕП, [3] Недоліком вказаного пристрою є недостатня його технічна та економічна ефективність, що полягає в обмеженні довжини зони захисту ПЛЕП від ОПВ, в значному зниженні рівнів напруги на затискачах струмоприймачів, в пониженні чутливості захисту ПЛЕП від струмів кз , в великій потужності та вартості транформаторів нагріву Метою винаходу є підвищення технічної та економічної ефективності захисту повітряних ЛІНІЙ електропередачі від ожеледе-паморозевих відкладень Суть винаходу полягає в зменшенні потужності і вартості трансформатора нагріву, в збільшенні максимально можливої довжини зони захисту ПЛЕП від ОПВ за даним способом, покращенні якості напруги на затискачах струмоприймачів, збільшенні чутливості захисту лінії від струмів к з, що досягається за рахунок використання перемикача вибору режиму і ділянки захисту, який ділить ПЛЕП на дві секції (частини), кожна з яких виконана проводами з високою здатністю тепловіддачі струмопровідних дротів і малою тепло поглинаючою здатністю між дротових проміжків, та з повивами, що ізольовані один від одного, і здатні розділятися електричне з боку установки транформатора нагріву На фіг 1 зображена однолінійна схема повітряної лінії електропередачі з пристроєм захисту від (О 61277 ожеледе-паморозевих відкладень На фіг 2-6 показані ОДНОЛІНІЙНІ схеми з'єднань повітряної лінії з пристроєм захисту від ожеледе-паморозевих відкладень при різних положеннях перемикача вибору режиму і ділянки захисту ПЛЕП довжиною АС ділиться на дві секції секція АВ - 1-а (головна) секція, секція ВС - 2-а (кінцева) секція, фіг 1 Обидві секції виконані проводами, що мають ЗОВНІШНІЙ повив 1 відділений від внутрішнього повиву 2 шаром діелектрика 3, і які мають високу здатність тепловіддачі струмопровідних дротів і малу теплопоглинаючу здатність між дротових проміжків, що можуть заповнюватися атмосферною вологою Пристрій захисту від ожеледепаморозевих відкладень складається з трансформатора нагріву 4, датчика струму 6, блока керування і захисту 7, шунтуючого вимикача 8 і перемикача вибору режиму і ділянки захисту 5, який забезпечує можливість змінювати схему транспортування енергії на окремих секціях ПЛЕП і здійснювати концентроване виділення тепла для протидії ОПВ Вимикач 8 шунтує первинну обмотку ТН при коротких замиканнях в лінії та в нормальних режимах роботи лінії Керування роботою лінії з пристроєм захисту від ОПВ може здійснюватись в автоматичному режимі, дистанційно або вручну При відсутності загрози ОПВ шунтуючий вимикач 8 знаходиться в положенні "ввімкнено" Струм навантаження протікає через вимикач 8 Перемикач 5 знаходиться вположенні "ВЗ" - "відсутність захисту", (фіг 2) При цьому вторинна обмотка трансформатора нагріву 4 (виводи В1 і В2) закорочена контактами перемикача 5 ЗОВНІШНІЙ І внутрішній повиви проводів кожної секції ПЛЕП з'єднані між собою (вивід ЗП1 з виводом ВП1, вивід ЗП2 з виводом ВП2) Струм навантаження лінії І нг ділиться між ЗОВНІШНІМ 1 (Ізп) та внутрішнім 2 (І вп ) повивами обернено пропорційно їх опору Передача енергії по лінії здійснюється з мінімальними втратами При виникненні загрози ожеледе-паморозевих відкладень ПЛЕП з пристроєм захисту від ОПВ працює слідуючим чином Перемикач 5 автоматично, дистанційно чи вручну (в залежності від режиму керування) переводиться в положення підготовки захисту однієї з секцій ПЛЕП, наприклад, положення "П31С" - "підготовка захисту 1-і секції", (фіг 3) При цьому виводи В1 і В2 вторинної обмотки трансформатора нагріву 4 залишаються закороченими, відбору потужності немає Первинна обмотка ТН зашунтована вимикачем 8 Одночасно виконується підготовка 1-і секції ПЛЕП до протидії ОПВ вивід В2 трансформатора нагріву 4 з'єднується з виводом ЗП1 зовнішнього повиву 1 проводу 1-і секції Вивід В1 вторинної обмотки ТН з'єднується з виводом ВП1 внутрішнього повиву 2 першої секції ПЛЕП Виводи ЗП2 і ВП2 зовнішнього 1 і внутрішнього 2 повивів проводу 2-і секції ПЛЕП залишаються замкнутими Після закінчення підготовки перемикач 5 переводиться в положення "31С" - "захист 1-і секції", (фіг 4) Виводи В1 і В2 вторинної обмотки трансформатора нагріву 4 розмикаються Первинна обмотка ТН дешунтується розмиканням контактів перемикача 8 На першій секції ПЛЕП струм навантаження І нг протікає по зовнішньому повиву 1 і через первинну обмотку трансформатора нагріву 4, збуджуючи у його вторинній обмотці струм І2, який замикається по контуру вторинна обмотка трансформатора нагріву 4 - внутрішній повив 2 - ЗОВНІШНІЙ ПОВИВ 1 першої секції ПЛЕП, причому в зовнішньому повиві струми Інг та Ь мають одинаковий напрямок і близькі за початковими фазами За рахунок зростання сумарного значення струму в зовнішньому повиві 1, а також збільшення опору ділянки, по якій цей струм протікає, різко зростає виділення тепла в проводі Тепло, що виділяється у внутрішньому повиві 2, через шар діелектрика 3 також передається атмосферній волозі, що заповнює міжпроволочні проміжки зовнішнього повиву 1 При певних значеннях струму навантаження Інг сумарна КІЛЬКІСТЬ тепла, що виділяється в проводі, є достатньою для попередження або знімання ожеледе-паморозевих відкладень з нього Після успішного завершення операції захисту 1і секції переходять до захисту 2-і секції Для цього перемикач 5 з положення "31С" повертається в положення "П31С" При цьому вимикачем 8 шунтується первинна обмотка ТН 4, закорочуються виводи В1 та В2 вторинної обмотки ТН 4, змінюється схема транспортування енергії Далі перемикач 5 переводиться в положення "ВЗ" і "П32С" - "підготовка захисту 2-і секції", (фіг 5) При цьому виводи В1 і В2 трансформатора нагріву 4 залишаються закороченими, первинна його обмотка зашунтована вимикачем 8, виводи ЗП1 і ВП1 повивів 1 і 2 першої секції ПЛЕП з'єднані, вивід В2 трансформатора нагріву 4 з'єднується з виводом ВП2 внутрішнього повиву 2, а вивід В1 - з виводом ЗП2 зовнішнього повиву 1 другої секції ПЛЕП Підготовка до захисту 2-і секції лінії закінчена Далі перемикач 5 переводиться в положення "32С" - "захист 2-і секції", (фіг 6) Виводи В1 і В2 вторинної обмотки ТН 4 розмикаються, первинна обмотка його дешунтується розмиканням контактів вимикача 8 Струм навантаження І нг лінії проходить через первинну обмотку трансформатора нагріву 4 і через ЗОВНІШНІЙ повив 1 другої секції лінії, індуктуючи у вторинній обмотці ТН струм І2, що замикається по зовнішньому 1 і внутрішньому 2 повивах провода другої секції ПЛЕП, причому ці струми співпадають за напрямком і фазою За рахунок значного зростання активної енергії, що виділяється в проводі 2-і секції ПЛЕП, здійснюється зняття ОПВ Застосування перемикача вибору режиму і ділянки захисту, що ділить ЛІНІЮ на дві секції, зменшує практично в два рази навантанження на трансформатор нагріву, його потужність і вартість, зменшує втрати напруги і поліпшує її якість на затискачах струмоприймачів, зменшує опір для струмів к з і збільшує чутливість захисту, збільшує максимально можливу за даним способом довжину зони захисту ПЛЕП від ОПВ, що все разом покращує технічну та економічну ефективність захисту ПЛЕП від ОПВ в порівнянні з базовим пристроєм Джерела інформації 1 В В Бургсдорф Сооружение и эксплуатация линий электропередачи в сильногололедных районах - М -Л , Госэнергоиздат, 1947 г, фиг 76, стр159 2 А с СССР №1749914 А1, МКИ H02G7/16 Электрический провод / Белаш И П , Гончар М И , Опубл 23 07 1992г, Бюл №27 5 61277 6 З Рішення НИИГПЭ (Роспатанта) від леде-паморозевих відкладень на проводах повітря28 011994р про видачу патенту на винахід за заявних ЛІНІЙ електропередачі" - Автори Білаш І П , кою №4572358/130504 МКИ H02G7/16 від Гончар М І 23 101989р на "Пристрій для попередження оже тшшш є У Фіг. І С Е Є Н В Я М Й В Н Ь ПІИІІ а n p s e i j i e i u а н к е т у від ОПВ ори попо&еннз **ВЗ™!ЇВ|ІВИШЙ»Ш виртву Л і В * > І ФРІ S t.»««a я «днань п«нм я гериідрсмри ві.» ОІНІ яригеиііимі»ннр"СШС" нйіїйийні В! Ps В Ш to S C s i a a Л д м м ь ІІЇИН з їірнсгрПЕа Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119