×
20.02.2013
216.012.289e

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу предложено на всей обслуживаемой территории располагать равномерно распределенную электрическую сеть, имеющую конфигурацию связанных шестиугольников, в вершинах которых располагают узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с возможностью их взаимозаменяемости. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области передачи и распределения электрической энергии и может быть использовано для распределительных сетей напряжением 10-220 кВ.

Практическая необходимость в использовании предлагаемого решения заключается в потребности полной автоматизации, самоорганизации и адаптации к режимам работы электрической сети, соответствующих принципам построения сетей Smart Grid. Важнейшим фактором унижения стоимости выпускаемого оборудования и его эксплуатационных расходов является унификация. Кроме того, увеличение уровня надежности систем электроснабжения является актуальным для городских и промышленных сетей. Известные способы передачи не в полной мере удовлетворяют возрастающие требования.

Известны кольцевые схемы электроснабжения (http://www.powergrids.ru/content/view/13/43/), применяемые для электроприемников второй и третьей категорий надежности электроснабжения (Фиг.1). При повреждении любой из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной.

На Фиг.1 обозначены: РП1, РП2 - распределительные пункты, ТП1, ТП2, ТП3, ТП4 - трансформаторные подстанции.

В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели.

Разъединители или выключатели в месте деления сети включают при необходимости подачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ.

Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).

Более надежными схемами электроснабжения электроприемников являются схемы, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР) (Фиг.2).

На Фиг.2 обозначены: ИП1, ИП2 - источники питания, РП - распределительный пункт, ТП1, ТП2 - трансформаторные подстанции.

АВР является методом релейной защиты, который служит для обеспечения надежной работы сети электропитания. АВР призвана создать возможность подключения резервных источников питания при аварии в основной системе электроснабжения. Переключение на резервный источник питания и отключение поврежденного участка происходит в диапазоне от 0,3 до 0,8 секунд.

Зачастую взаиморезервируемые линии электропередач прокладываются в параллельно идущих траншеях или даже в одной траншее с несгораемой перегородкой (кабельные линии) или подвешиваются на одну опору (воздушные линии). Тем самым, при определенных обстоятельствах, возможна потеря обеих взаиморезервируемых линий. Например: обрушение опоры с двухцепной воздушной линией при сильном гололеде; механические повреждения траншеи с двумя взаиморезервируемыми кабельными линиями, при проведении земляных работ и т.п.

Опыт эксплуатации распределительных сетей 6-10 кВ, а также последствия известных аварий показывают, что существующая конфигурация сети 6-10 кВ не может удовлетворять растущим требованиям к надежности, предъявляемым городским и промышленным сетям.

Недостатки существующих распределительных сетей:

- в существующих распределительных сетях нет такого понятия как «самозаживающая» сеть. Если есть отказ питающей линии электропередачи 6-10 кВ при условии, что они имеют тенденцию работать на радиальной основе (по большей части), есть неизбежный перерыв в электроснабжении;

- высоки потери электроэнергии (до 16%);

- отставание сетевой инфраструктуры от потребности в электрической энергии и мощности;

- конфигурация распределительных сетей не позволяет осуществить принцип распределенной генерации;

- невозможно реализовать автоматическое управление распределением и потреблением ресурсов электроэнергии на всех уровнях напряжения.

Известен способ распределения электроэнергии и устройство для его осуществления (пат. РФ №2036503, G05B 19/18, Н02J 4/00, опубл. 27.05.1995.) Способ заключается в формировании сигналов управления, которые объединяют в мультиплексные сигналы с использованием временного разделения каналов. Здесь речь идет об управлении распределением электроэнергии и патент не касается топологии сети.

В качестве прототипа принят способ передачи электрической энергии по патенту РФ №2337451, H02J 3/00, опубл. 27.10.2008, согласно которому на передающей подстанции снижают потери в токоведущих проводах, уменьшая величину тока за счет увеличения напряжения электромагнитным путем при помощи трансформаторного оборудования, затем энергию передают через линию электропередачи, на конце которой производят обратное преобразование - понижают напряжение до величины, определяемой распределительными сетями и потребителями электрической энергии, так же электромагнитным путем понижающими трансформаторами на передающей подстанции трехфазное переменное напряжение преобразуют в две трехфазные системы напряжений с однонаправленными встречными токами, передают электроэнергию по шестипроводной распределительной сети, на конце которой осуществляют обратное преобразование напряжения в трехфазное переменное путем суммирования магнитных потоков в магнитопроводе трехфазного трансформатора с расщепленными первичными обмотками.

В этом решении ставится задача снижения величины токов короткого замыкания и снижения требований к выключателям по отключающей способности, удешевления распределительных устройств и распределительной подстанции, уменьшения суммарного сечения питающих токоведущих проводников (проводов, кабелей), снижения потерь электроэнергии, напряжения и мощности.

Однако недостаточна эффективность и надежность работы системы, реализующей способ, из-за неравномерной загрузки сети и из-за хаотичного расположения потребителей, их удаленности от подстанции.

Решается задача создания более эффективного способа передачи электрической энергии.

Технический результат - повышение надежности работы системы, реализующей способ, за счет осуществления принципа распределенной генерации электрической энергии (равномерная загрузка сети, приближение потребителей к источникам питания).

Этот технический результат достигается тем, что в способе передачи электрической энергии, согласно которому электрическую энергию передают через линию электропередачи и по кабелям распределительных сетей - к узлам нагрузки, на всей обслуживаемой территории располагают равномерно распределенную электрическую сеть, имеющую конфигурацию связанных шестиугольников, в вершинах которых располагают узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с возможностью их взаимозаменяемости; равномерно распределенную электрическую сеть выполняют многоуровневой: в сети первого уровня располагают узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 10-20 кВ, в сети второго уровня - распределительные пункты на 110-220 кВ, в сети третьего уровня и выше - распределительные пункты на 220 кВ и выше.

При реализации предлагаемого способа потребители питаются от ближних узлов короткой сети, при этом снижаются потери напряжения и мощности. Выход из строя одного или даже нескольких узлов нагрузки не приведет к разрушению сети благодаря жесткой связи всех узлов. При потере питающей линии (обрыв, авария) сеть обеспечит питание узла по одной из двух оставшихся линий, изменяя их предыдущее состояние в автоматическом режиме, сеть найдет оптимальный из возможных путей доставки электрической энергии потребителям. Организация уровней позволяет расширить площадь обслуживаемой территории.

Способ реализуют с помощью системы передачи электрической энергии, приведенной на чертежах:

на Фиг.3 - принцип формирования сети,

на Фиг.4 - узел нагрузки,

на Фиг.5 - пространственное представление двухуровневой распределительной сети.

На Фиг.3 позицией 1 обозначена распределенная электрическая сеть, имеющая конфигурацию связанных шестиугольников 2 (образующих соты), в вершинах которых

располагаются узлы нагрузки 3. Шестиугольники 2 не обязательно должны иметь правильную форму. Расстояние (плечо) между узлами нагрузки 3 определяется плотностью нагрузок. Каждый узел нагрузки 3 имеет питающую 4, транзитную 5 и резервную 6 линии. Стрелками обозначен поток мощности. Распределительная сеть является инвариантной. Питающая линия может стать при необходимости транзитной или резервной, транзитная - питающей, резервная - транзитной, т.е. возможна переконфигурация узла и изменение потоков мощности в сети в зависимости от той или иной ситуации.

На Фиг.5 позицией 7 обозначена сеть первого уровня, где располагают узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 10-20 кВ, 8 - сеть второго уровня, где располагают узлы нагрузки на 110-220 кВ, в третьем уровне (на чертеже не показан) - узлы нагрузки, представляющие собой распределительные пункты на 220 кВ и выше. Узлы нагрузки разных уровней связаны между собой трансформаторными связями 9. Позицией 10 обозначены потребительские линии, позицией 11 - генераторные установки.

Способ осуществляют следующим образом. Электрическую энергию передают через линию электропередачи и по кабелям распределительных сетей - к узлам нагрузки 3. Все узлы нагрузки 3 находятся под напряжением, т.е. каждый узел может быть источником электроэнергии для потребителей.

Пример. Доставка электроэнергии в узел нагрузки 3 происходит по питающей линии 4, по транзитной линии 5 происходит доставка электроэнергии соседнему узлу нагрузки (транзит). При этом резервная линия 6 находится в горячем резерве, т.е. она может включиться автоматически при выходе из строя питающей линии 4.

В многоуровневой (на чертеже фиг.5 - двухуровневой распределенной электрической сети) распределение электроэнергии происходит по тому же принципу, но при этом расширяются функциональные возможности способа за счет обслуживания распределительных пунктов различных по уровню напряжения и распределяемой мощности.

Таким образом, при реализации предлагаемого изобретения достигаются следующие результаты: существенное увеличение надежности и экономической эффективности функционирования ЕЭС России; улучшение качества обслуживания потребителей электроэнергии при удешевлении поставляемой электроэнергии.


СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
10.06.2013
№216.012.4a2f

Система передачи электрической энергии

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы системы. Предложено распределительную сеть выполнить в виде связанных шестиугольников, в вершинах которых расположены узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484571
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4caa

Способ изготовления режущих пластин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу изготовления режущих пластин. Способ включает осаждение вакуумно-плазменным методом на твердосплавную основу двухслойного покрытия. В качестве нижнего слоя наносят нитрид титана и молибдена или нитрид титана и хрома, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485208
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.10.2013
№216.012.7461

Субгармонический параметрический рассеиватель

Использование: изобретение относится к субгармоническому параметрическому рассеивателю, который может быть использован в качестве пассивного нелинейного маркера - радиоответчика в поисковых системах, например, в системе обнаружения жертв кораблекрушения. Сущность: субгармонический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495450
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.12.2013
№216.012.922c

Устройство заряда накопительного конденсатора

Изобретение относится к области систем электропитания и касается емкостных накопителей электрической энергии. Устройство содержит двухполярный источник питания постоянного напряжения, входные зажимы катушек индуктивности объединены в общую точку на общем проводе источника питания, диоды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503113
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.06.2015
№216.013.5349

Цифровая трансформаторная подстанция

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено при создании новых и модернизации существующих электрических подстанций в соответствии с концепцией цифровой подстанции. Технический результат состоит в автоматическом регулировании напряжения потребителей и дистанционном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552842
Дата охранного документа: 10.06.2015
25.08.2017
№217.015.c061

Способ изготовления металловойлочных основ оксидно-никелевых электродов щелочных аккумуляторов

Изобретение относится к области изготовления щелочных аккумуляторов с металловойлочными оксидно-никелевыми электродами. Предложенный способ изготовления металловойлочных основ оксидно-никелевых электродов щелочных источников тока включает подготовку поверхности пористого полимерного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616584
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.cf37

Тиристорное фазоповоротное устройство с вольтодобавочным трансформатором для сети среднего напряжения

Изобретение относится к высоковольтным электротехническим комплексам для управляемых линий электропередач. Технический результат - двукратное уменьшение расчетной мощности трансформаторного оборудования, входящего в состав фазоповоротного устройства (ФПУ), уменьшение количества тиристорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621062
Дата охранного документа: 31.05.2017
Показаны записи 1-10 из 24.
10.06.2013
№216.012.4a2f

Система передачи электрической энергии

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы системы. Предложено распределительную сеть выполнить в виде связанных шестиугольников, в вершинах которых расположены узлы нагрузки, каждый из них имеет питающую, транзитную и резервную линии с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484571
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4caa

Способ изготовления режущих пластин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу изготовления режущих пластин. Способ включает осаждение вакуумно-плазменным методом на твердосплавную основу двухслойного покрытия. В качестве нижнего слоя наносят нитрид титана и молибдена или нитрид титана и хрома, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485208
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.10.2013
№216.012.7461

Субгармонический параметрический рассеиватель

Использование: изобретение относится к субгармоническому параметрическому рассеивателю, который может быть использован в качестве пассивного нелинейного маркера - радиоответчика в поисковых системах, например, в системе обнаружения жертв кораблекрушения. Сущность: субгармонический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495450
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.12.2013
№216.012.922c

Устройство заряда накопительного конденсатора

Изобретение относится к области систем электропитания и касается емкостных накопителей электрической энергии. Устройство содержит двухполярный источник питания постоянного напряжения, входные зажимы катушек индуктивности объединены в общую точку на общем проводе источника питания, диоды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503113
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.06.2015
№216.013.5349

Цифровая трансформаторная подстанция

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено при создании новых и модернизации существующих электрических подстанций в соответствии с концепцией цифровой подстанции. Технический результат состоит в автоматическом регулировании напряжения потребителей и дистанционном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552842
Дата охранного документа: 10.06.2015
25.08.2017
№217.015.c061

Способ изготовления металловойлочных основ оксидно-никелевых электродов щелочных аккумуляторов

Изобретение относится к области изготовления щелочных аккумуляторов с металловойлочными оксидно-никелевыми электродами. Предложенный способ изготовления металловойлочных основ оксидно-никелевых электродов щелочных источников тока включает подготовку поверхности пористого полимерного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616584
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.cf37

Тиристорное фазоповоротное устройство с вольтодобавочным трансформатором для сети среднего напряжения

Изобретение относится к высоковольтным электротехническим комплексам для управляемых линий электропередач. Технический результат - двукратное уменьшение расчетной мощности трансформаторного оборудования, входящего в состав фазоповоротного устройства (ФПУ), уменьшение количества тиристорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621062
Дата охранного документа: 31.05.2017
25.06.2018
№218.016.665d

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи, а также обеспечение выдачи запрещающего сигнала на повторное включение, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658673
Дата охранного документа: 22.06.2018
09.08.2018
№218.016.78cf

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение выдачи разрешающего сигнала на повторное включение, если повреждение произошло только на воздушных участках ЛЭП. Согласно способу автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663413
Дата охранного документа: 06.08.2018
07.09.2018
№218.016.84d0

Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения мест повреждения при двойных замыканиях на землю на одной линии электропередачи распределительной сети 6-35 кВ с малыми токами замыкания на землю. Технический результат: повышение точности за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666174
Дата охранного документа: 06.09.2018
+ добавить свой РИД