×
20.05.2015
216.013.4c99

Результат интеллектуальной деятельности: РЕВЕРСИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ПОСТОЯННОГО ТОКА СО СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение риска повреждения высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) кабельной линии, работающей в составе реверсивной передачи постоянного тока (ППТ), в случае выхода ВТСП кабеля из сверхпроводящего состояния. Оконечные преобразовательные подстанции (1) и (2) с системами управления (3) и (4) связаны двухпроводной сверхпроводящей кабельной линией (5). На ее концах установлены датчики (6) и (7) постоянного напряжения. В схему ППТ введен блок (8) сравнения их показаний и двунаправленные коммутаторы (9) и (10), включенные между концами линии (5) на подстанциях (1) и (2). Блок (8) подключен с гальванической развязкой входами - к выходам датчиков (6) и (7), а выходом - к входам систем управления (3) и (4) подстанций (1) и (2) и к управляющим входам двунаправленных коммутаторов (9) и (10). 1 ил.
Основные результаты: Реверсивная передача постоянного тока, содержащая оконечные преобразовательные подстанции с системами управления, связанные двухпроводной сверхпроводящей кабельной линией, датчики постоянного напряжения на ее концах и блок сравнения показаний датчиков, при этом между концами линии на подстанциях включены двунаправленные коммутаторы, указанный блок сравнения подключен с гальванической развязкой входами к выходам датчиков, а выходом - к входам систем управления подстанций и к управляющим входам двунаправленных коммутаторов.

Область техники

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроэнергетике.

Уровень техники

Известны схемы построения передач постоянного тока (ППТ), в том числе с кабельными линиями постоянного тока [1, 2, 3]. В качестве прототипа выбрана схема ППТ, применение которой с подводным морским кабелем описано в [4].

Прототип содержит оконечные преобразовательные подстанции с системами управления, связанные двухпроводной кабельной линией и снабженные датчиками постоянного напряжения на ее концах. В системы управления входят комплекты защит, включая защиту оборудования оконечных подстанций от перенапряжений. Однако в случае использования сверхпроводящего кабеля на основе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП-кабель), для которого характерны, с одной стороны, недопустимость сколько-нибудь длительного нагрева жил независимо от причины, его вызвавшей (ухудшение охлаждения или увеличение тока), а с другой, - высокая цена, прототип не обеспечивает защиту ВТСП-кабеля при нарушении его рабочего режима.

Сущность изобретения

Технический результат изобретения - снижение риска повреждения ВТСП кабельной линии, работающей в составе реверсивной ППТ, в случае выхода ВТСП кабеля из сверхпроводящего состояния.

Реверсивная ППТ содержит оконечные преобразовательные подстанции с системами управления, связанные двухпроводной сверхпроводящей кабельной линией и снабженные датчиками постоянного напряжения на ее концах.

В схему реверсивной ППТ со сверхпроводящим кабелем введен блок сравнения показаний датчиков и двунаправленные коммутаторы между концами линии на подстанциях, при этом блок сравнения подключен с гальванической развязкой входами - к выходам датчиков, а выходом - к входам систем управления каждой из подстанций и к управляющим входам двунаправленных коммутаторов.

Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.

Осуществление изобретения

Сущность изобретения поясняет схема, изображенная на чертеже.

На чертеже показаны оконечные преобразовательные подстанции 1 и 2 с системами управления 3 и 4. Подстанции 1 и 2 связаны двухпроводной сверхпроводящей кабельной линией 5. На ее концах установлены датчики 6 и 7 постоянного напряжения. В схему ППТ введен блок 8 сравнения их показаний и двунаправленные коммутаторы 9 и 10, включенные между концами линии 5 на подстанциях 1 и 2. Блок 8 подключен с гальванической развязкой входами - к выходам датчиков 6 и 7, а выходом - к входам систем управления 3 и 4 подстанций 1 и 2 и к управляющим входам двунаправленных коммутаторов 9 и 10.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Одна из подстанций 1 или 2 преобразует напряжение своей сети переменного тока в постоянный ток, который передается по линии 5 на другую подстанцию. Датчики 6 и 7 контролируют напряжения на концах двухпроводной линии 5 (между точками a и b со стороны подстанции 1 и между точками c и d со стороны подстанции 2). В рабочем режиме линия 5 находится в сверхпроводящем состоянии и значения напряжений, измеряемых датчиками 6 и 7, практически одинаковы (разность напряжений определяется потерями в переходных кабельных муфтах).

При этом двунаправленные коммутаторы 9 и 10 не включены и не влияют на работу устройства.

Возникновение разности потенциалов ΔU=U1-U2, где U1 - напряжение на одном конце линии 5, a U2 - напряжение на ее втором конце, означает выход линии 5 из сверхпроводящего состояния. Причиной этого может быть как превышение температуры жилы кабеля сверх 78 K - верхней температуры существования сверхпроводимости, так и превышение плотности тока, выше которой не может существовать сверхпроводимость. В обоих случаях из-за падения напряжения на жилах кабеля возникает разность потенциалов, модуль которой .

Блок 8 сравнивает показания датчиков 6 и 7 в соответствии с выражением , где δ - ненулевой порог (уставка), срабатывает и выдает соответствующий сигнал. Этот сигнал воздействует на системы управления 3 и 4, которые снимают импульсы управления с преобразователей обеих подстанций, и включает коммутаторы 9 и 10.

Необходимость включения коммутаторов 9 и 10 вызвана тем, что после снятия импульсов управления преобразователи подстанций 1 и 2 мгновенно не прекращают выдавать и пропускать токи. Включение коммутаторов 9 и 10 одновременно с выдачей системам 3 и 4 сигналов на снятие импульсов управления преобразователями позволяет избежать протекания этих токов по ВТСП кабельной линии. Коммутаторы 9 и 10 могут представлять собой, например, двунаправленные высоковольтные тиристорные вентили, которые, включаясь, замыкают на себя ток от подстанций 1 и 2.

При этом независимо от направления передачи постоянного тока (от подстанции 1 к подстанции 2 или обратно), которое имело место в момент аварии, кабельная линия 5 обесточивается практически мгновенно и независимо от текущей фазы преобразуемого напряжения сети переменного тока.

Использование гальванических развязок для соединения блока 8 с удаленными от него блоками, размещенными на подстанциях 1 и 2, обеспечивает помехозащищенность этих соединений.

Как видно из изложенного, изобретение снижает риск повреждения ВТСП кабельной линии при ее выходе из сверхпроводящего состояния независимо от причины такого выхода.

Источники информации

1. Vassilisios G. Agelidis, Nicolas Flourentzou. Recent Advances in High-Voltage Direct-Current Power Transmission Systems // ABB AB Corporate Research SE-721 78 Vasteras.

2. J.P. Kjergaard and others. The new Storebaelt HVDC project for interconnecting eastern and western Denmark. // CIGRE 2008, B4-104.

3. Ronstrom L. and others. The Estlink HVDC Light Transmission Systems // CIGRE Regional Meeting, 2007, Tallinn, Estonia.

4. Йохен Кройзель. Линия передачи постоянного тока для крупнейшей в мире морской ветровой электростанции // АББ Ревю, №4, 2008, стр.40-43.

Реверсивная передача постоянного тока, содержащая оконечные преобразовательные подстанции с системами управления, связанные двухпроводной сверхпроводящей кабельной линией, датчики постоянного напряжения на ее концах и блок сравнения показаний датчиков, при этом между концами линии на подстанциях включены двунаправленные коммутаторы, указанный блок сравнения подключен с гальванической развязкой входами к выходам датчиков, а выходом - к входам систем управления подстанций и к управляющим входам двунаправленных коммутаторов.
РЕВЕРСИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ПОСТОЯННОГО ТОКА СО СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-26 of 26 items.
10.04.2016
№216.015.31da

Устройство плавки гололеда на проводах и грозотросах вл

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - увеличение длины проводов или тросов, на которых можно осуществить плавку гололеда. Устройство для плавки гололеда содержит идентичные пары соединенных последовательно тиристорных выпрямителей, установленных на подстанциях,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580833
Дата охранного документа: 10.04.2016
26.08.2017
№217.015.dc8f

Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ). Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624402
Дата охранного документа: 03.07.2017
13.02.2018
№218.016.2463

Система возбуждения асинхронизированной электрической машины

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления продольно-поперечным возбуждением асинхронизированных генераторов и компенсаторов, которые используются в электроэнергетике для генерирования активной и реактивной мощности. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642488
Дата охранного документа: 25.01.2018
01.03.2019
№219.016.cfe9

Способ быстродействующего управления перетоком активной мощности

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия регулирования активной мощности без снижения качества электроэнергии и запаса устойчивости энергосистемы. Способ заключается в том, что при регулировании перетока активной мощности между частями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449446
Дата охранного документа: 27.04.2012
10.04.2019
№219.017.0147

Установка для плавки гололеда

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременной плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ без полного отключения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235397
Дата охранного документа: 27.08.2004
18.05.2019
№219.017.59f0

Устройство грозозащиты высоковольтной воздушной линии (варианты) и высоковольтная воздушная линия, снабженная таким устройством

Использование - в области электроэнергетики. Технический результат -повышение надежности и технологичности грозозащиты воздушной линии (ВЛ). Устройство содержит нелинейный резистор (1), выполненный в виде колонки варисторов, заключенной в изоляционный корпус. Резистор (1) закреплен на траверсе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456733
Дата охранного документа: 20.07.2012
Showing 21-26 of 26 items.
10.04.2016
№216.015.31da

Устройство плавки гололеда на проводах и грозотросах вл

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - увеличение длины проводов или тросов, на которых можно осуществить плавку гололеда. Устройство для плавки гололеда содержит идентичные пары соединенных последовательно тиристорных выпрямителей, установленных на подстанциях,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580833
Дата охранного документа: 10.04.2016
26.08.2017
№217.015.dc8f

Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ). Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624402
Дата охранного документа: 03.07.2017
13.02.2018
№218.016.2463

Система возбуждения асинхронизированной электрической машины

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления продольно-поперечным возбуждением асинхронизированных генераторов и компенсаторов, которые используются в электроэнергетике для генерирования активной и реактивной мощности. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642488
Дата охранного документа: 25.01.2018
08.03.2019
№219.016.d456

Комбинированный полностью управляемый полупроводниковый вентиль и способ управления им

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в энергетике, электротехнической и электроэнергетической промышленности, на электротранспорте, в электроприводе, в том числе и высоковольтном. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286010
Дата охранного документа: 20.10.2006
29.06.2019
№219.017.9db2

Комбинированная установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на энергетических подстанциях. Техническим результатом является снижение коммутаций силового оборудования при переводе из режима плавки в режим компенсации и повышение быстродействия в режиме компенсации. Комбинированная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376692
Дата охранного документа: 20.12.2009
29.06.2019
№219.017.a0a6

Способ плавки гололеда на проводах вл и устройство для его осуществления

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение быстродействия. Способ заключается в последовательном подключении выхода постоянного тока управляемого выпрямителя проводам ВЛ в соответствии со схемой плавки за счет включения соответствующих тиристоров коммутатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002435266
Дата охранного документа: 27.11.2011
+ добавить свой РИД